FR2675518A1

FR2675518A1 - Procede de preparation de pate a papier a haut rendement et blanchie, a partir de copeaux de bois.

Info

Publication number: FR2675518A1
Application number: FR9104737A
Authority: FR
Inventors: Devic Michel
Original assignee: Atochem SA
Current assignee: Arkema France SA
Priority date: 1991-04-17
Filing date: 1991-04-17
Publication date: 1992-10-23
Anticipated expiration: 2011-04-17
Also published as: FI921671A0; NZ242356A; JP2588495B2; NO921335D0; DE69212051T2; EP0509905B1; JPH06220788A; CA2066316C; FI921671A; IE75202B1; NO300225B1; ES2089436T3; DE69212051D1; NO921335L; EP0509905A1; IE921176A1; CA2066316A1; ATE140283T1; AU1489792A; FR2675518B1

Abstract

L'invention concerne la fabrication de pâte à papier à haut rendement à partir de copeaux de bois. Le procédé consiste à traiter successivement les copeaux, avant défibrage, par une solution contenant au moins un agent réducteur, puis par une solution alcaline de peroxyde d'hydrogène. Application à la fabrication de pâtes à papier ayant un degré élevé de blancheur et de bonnes caractéristiques mécaniques.

Description

La présente invention concerne un procédé de fabrica-

tion de pâtes à papier à haut rendement et blanchies et pré-

sentant de bonnes caractéristiques mécaniques, particulière-

ment des pâtes chimicomécaniques et chimicothermomécaniques.

Pour obtenir une pâte, les copeaux de bois sont soumis

à des actions séparées ou associées d'origine mécanique, chi-

mique ou thermique.

Les pâtes chimiques sont obtenues par défibrage chi-

mique du bois Leur rendement est, en général, inférieur à %. Par rendement, on entend le poids de pâte à l'état sec

rapporté au poids de matière de départ à l'état sec.

Les pâtes de type mécanique ou pâtes à haut rendement, sont fabriquées par défibrage mécanique des copeaux de bois, par exemple dans un défibreur à meule ou un défibreur ou raffineur à disques Le rendement est généralement supérieur à % Cependant, les caractéristiques mécaniques, notamment les résistance à la rupture, à la déchirure et à l'éclatement,

sont médiocres.

Pour améliorer ces caractéristiques mécaniques, on a fait subir aux copeaux de bois, avant défibrage, un traitement thermique par de la vapeur d'eau à une température de 1000 C à

1400 C On appelle ces pâtes des pâtes thermomécaniques (TMP).

Elles présentent cependant une blancheur médiocre.

On a aussi traité les copeaux de bois par une solution de sulfite de sodium à p H acide ou basique selon la nature du

bois Les pâtes obtenues, appelées aussi pâtes chimicoméca-

niques, présentent de bonnes caractéristiques mécaniques.

On a pu aussi considérablement augmenter la résistance des pâtes mécaniques, en faisant subir, aux copeaux de bois,

un traitement à l'aide d'un ou plusieurs agents chimiques com-

biné à des opérations de chauffage et de défibrage mécanique.

Ces pâtes sont appelées pâtes chimicothermomécaniques (CTMP).

Ce traitement consiste en une cuisson non destructrice de la matière, réalisée à une température égale ou supérieure à 1000 C, sous pression de vapeur d'eau saturée, en présence de

sulfite, en particulier le sulfite de sodium Na 2 SO 3, ou de bi-

sulfite de sodium Na HSO 3.

L'intérêt de ces pâtes CTMP est que leur résistance mé-

canique est améliorée et que le rendement reste généralement

supérieur à 85 % et, le plus souvent, au moins égal à 90 % en-

viron et donc semblable à celui des pâtes d'origine purement mécanique. Si les pâtes ainsi traitées, particulièrement les pâtes chimicomécaniques (CMP) et les pâtes chimicothermomécaniques (CTMP), présentent des résistances mécaniques améliorées, leur blanchiment, rendu nécessaire par la qualité demandée pour le

papier, reste un problème.

Pour obtenir un meilleur blanchiment de ces pâtes, il a été proposé, dans les brevets FR 1 389 308 et EP-A-293309, de traiter des copeaux de bois par des solutions combinées de sulfite et de borohydrure de métal alcalin, à des p H acide ou alcalin. Ces traitements permettent d'obtenir, après défibrage, des pâtes qui présentent de bonnes propriétés mécaniques et une blancheur améliorée La blancheur obtenue est cependant encore insuffisante et les pâtes raffinées doivent subir un

traitement de blanchiment par du peroxyde d'hydrogène Ce pro-

blème de blanchiment insuffisant est dû notamment au traite-

ment par le sulfite qui, s'il améliore les propriétés méca-

niques des pâtes raffinées obtenues, entraîne pour ces pâtes une mauvaise réponse au blanchiment par le peroxyde d'hydrogène. Il apparaît donc qu'il existe un problème pour obtenir

des pâtes qui, à la fois, présentent de bonnes propriétés mé-

caniques et une blancheur suffisante pour être utilisable pour

la fabrication de papier à haut niveau de blancheur.

Pour résoudre ce problème, le brevet EP-A-239 583 dé-

crit un procédé dans lequel les copeaux de bois, avant défi-

brage, subissent trois traitements successifs, un traitement par une solution d'agent complexant des ions métalliques, un traitement par une solution d'un agent stabilisant du peroxyde

d'hydrogène, comme le silicate de sodium et les sels de magné-

sium, et un traitement par une solution alcaline de peroxyde.

On obtient ainsi, après défibrage, des pâtes d'une

blancheur améliorée Cependant, cette blancheur qui reste in-

férieure à 800 ISO, pour les bois de résineux notamment, n'est

pas encore suffisante pour convenir à tous les usages.

Il est donc généralement nécessaire de prévoir une étape de blanchiment classique de la pâte raffinée par du

peroxyde d'hydrogène, ce qui augmente les coûts de fabrica-

tion. En outre, le traitement, avant défibrage, par du peroxyde d'hydrogène, sans traitement par des sulfites, permet

aussi d'améliorer les résistances mécaniques, mais les pro-

priétés ne sont pas encore assez élevées, notamment dans le

cas du bois de résineux.

La présente invention a donc pour objet un procédé per-

mettant d'obtenir, après défibrage, des pâtes à haut rendement

présentant à la fois des propriétés mécaniques élevées (résis-

tances à la rupture, à la déchirure, à l'éclatement), et un haut degré de blancheur, particulièrement supérieur à 800 ISO pour les bois de résineux, les rendant aptes à être utilisées

pour la fabrication du papier à haut niveau de blancheur.

Le procédé selon l'invention est un procédé de fabrica-

tion de pâtes à papier à haut rendement à partir de copeaux de bois Il consiste à traiter successivement les copeaux, avant défibrage, par une solution d'au moins un agent réducteur,

puis par une solution alcaline de peroxyde d'hydrogène.

Plus particulièrement, le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes: (a) imprégnation des copeaux de bois avec la solution d'agent(s) réducteur(s), (b) chauffage des copeaux imprégnés à l'étape (a) à une température comprise entre 60 et 1600 C, (c) pressage des copeaux de façon à extraire au moins % de la solution d'agent(s) réducteur(s), (d) imprégnation des copeaux, obtenus à l'étape (c), avec la solution alcaline contenant du peroxyde d'hydrogène, (e) chauffage des copeaux imprégnés à l'étape (d) à une température comprise entre 50 et 1200 C, et

(f) à raffiner les copeaux ainsi traités.

Eventuellement, une étape supplémentaire d'imprégnation des copeaux par une solution contenant un agent complexant ou séquestrant des ions métalliques, peut être prévue avant l'étape (d), par exemple en utilisant une solution aqueuse à

% de DTPA (sel de sodium de l'acide diéthylènetriamine pen-

taacétique). Les matières lignocellulosiques que l'on peut traiter

par le procédé selon l'invention, comprennent les bois de ré-

sineux, comme le sapin, le pin, l'épicéa, etc, les bois de feuillus, comme le peuplier, le bois de l'eucalyptus, etc

sous forme de copeaux, tels qu'ils sont utilisés habituelle-

ment dans l'industrie de la pâte à papier On peut aussi trai-

ter des plantes annuelles, comme la bagasse, la paille, etc

coupées en morceaux de quelque centimètres.

Ces copeaux subissent les traitements préparatoires ha-

bituellement utilisés dans l'industrie de la pâte à papier, par exemple, lavage, triage, préchauffage par de la vapeur d'eau, etc Selon le procédé de l'invention, on traite d'abord ces copeaux par une solution d'un ou plusieurs agents réducteurs (étape a) Ce traitement se fait par imprégnation des copeaux par la solution Pour cette imprégnation, on peut utiliser les moyens habituels de l'industrie papetière Avant

l'imprégnation proprement dite des copeaux, ceux-ci, préala-

blement ramollis par mouillage et/ou étuvage à la vapeur

d'eau, sont comprimés au moyen d'une presse à vis, -pour élimi-

ner une partie des gaz et/ou de liquide présents dans les co-

peaux Lors de l'expansion des copeaux, après la compression,

les copeaux sont imprégnés de la solution réductrice.

Comme appareil convenant particulièrement bien à l'imprégnation industrielle en continu des copeaux, on peut

citer le système PREX de SUNDS-DEFIBRATOR, le système IMPRES-

SAFINER de BAUER, la presse à vis conique HYMAC, ainsi que

tous les appareils permettant d'obtenir une ou plusieurs com-

pressions et expansions des copeaux, en présence de la solu-

tion d'imprégnation avec, d'une manière préférée, un rapport

de compression le plus élevé possible.

Selon l'invention, l'expansion des copeaux doit être réalisée en présence d'une quantité la plus faible possible de

solution dont les copeaux doivent être imprégnés.

La solution réductrice, utilisée dans le procédé selon l'invention, contient un ou plusieurs agents réducteurs qui peuvent être choisis parmi le sulfite ou le bisulfite de métal

alcalin ou un mélange de dioxyde de soufre et d'un agent alca-

lin comme l'hydroxyde de sodium On peut aussi utiliser le bo-

rohydrure de sodium (Na BH 4) pur ou en solution alcaline Est aussi utilisable de l'hydrosulfite de zinc ou de sodium (Na 25204) pur ou obtenu par réaction de la solution alcaline de borohydrure de sodium sur du sulfite de sodium (Na 25 O 3) ou du bisulfite de sodium (Na HSO 3) Il est aussi possible d'utiliser comme agent réducteur, du dioxyde de thiourée ou

acide formamidine sulfinique.

D'une manière préférée et pour des raisons économiques, l'agent réducteur est choisi parmi les sulfites alcalins,

comme le sulfite de sodium, le borohydrure de sodium en solu-

tion alcaline, comme le produit BOROLR, commercialisé par la Société MORTON International et comprenant 12 % en poids de borohydrure de sodium et 40 % en poids d'hydroxyde de sodium,

l'hydrosulfite de sodium ou dithionite de sodium et les mé-

langes de sulfite de sodium et de solution alcaline de borohy-

drure de sodium BOROLR.

L'agent réducteur est utilisé à raison de 0,1 à 10 % en poids par rapport au poids des copeaux à l'état sec et, plus

particulièrement, à raison de 0,5 à 6 % pour le sulfite de so-

dium, de 0,5 à 1,5 % pour la solution alcaline de borohydrure de sodium BOROLR et de 0,5 à 2,5 % pour l'hydrosulfite de sodium. Selon l'invention, le p H de la solution réductrice est

compris entre 7 et 13 selon la nature de la matière lignocel-

lulosique des copeaux et, d'une manière préférée, le p H est compris entre 11 et 12,8 pour le bois de feuillu et entre 9,5

et il pour le bois de résineux.

Un agent alcalin comme Na OH, KOH, Na 2 CO 3, K 2 CO 3, Mg O, Ca O peut être ajouté, si nécessaire, pour amener le p H de la

solution réductrice à la valeur souhaitée.

Selon l'invention, un agent complexant ou chelatant des

ions métalliques peut être ajouté à la solution réductrice.

Cet agent peut être, par exemple, le tripolyphosphate de so-

dium, le tétrapyrophosphate de sodium, les sels de sodium des

acides nitrilotriacétique, éthylènediaminetétraacétique, dié-

thylènetriamine pentaacétique On utilise de préférence le sel de sodium de l'acide diéthylènetriamine pentaacétique (DTPA)

sous forme de solution aqueuse à 40 %, de préférence en quan-

tité de 0,2 à 0,5 % de cette solution.

La température de la solution réductrice pendant l'imprégnation peut être comprise entre 10 et 1000 C selon la

stabilité de l'agent réducteur, une température élevée favori-

sant la vitesse d'imprégnation et une température basse favo-

risant la bonne conservation des propriétés réductrices de la solution. Dans la plupart des cas, une température de 20 à 600 C est préférée et, particulièrement, une température de 20 à C pour les solutions réductrices obtenues par mélange de Na 2 SO 3 et de solution alcaline de borohydrure de sodium

BOROLR.

Les copeaux, aussitôt après imprégnation par la solu-

tion réductrice, sont chauffés à une température de 60 à 1600 C

et de préférence de 75 à 1200 C (étape b).

La durée du chauffage dépend de la température et de la nature du bois et varie de 1 mn à 3 heures La durée préférée est 15 à 60 mn à 900 C et de 5 à 30 mn à 1200 C. De préférence, les copeaux imprégnés sont transportés et chauffés à l'abri de l'oxygène de l'air, en utilisant par exemple, une atmosphère de vapeur d' eau ou d'un gaz inerte

comme l'azote ou de l'anhydride carbonique.

Les copeaux ayant été imprégnés par la solution réduc-

trice, puis chauffés, sont pressés au moyen d'une presse à vis ou d'un autre moyen, afin d'extraire une partie de la solution

réductrice après réaction Les copeaux sont soumis à ce pres-

sage car l'efficacité du procédé augmente avec l'élimination de cette solution Il est en particulier souhaitable qu'au

moins 20 % de la solution réductrice soit éliminée.

On peut éliminer la solution réductrice en une ou plu-

sieurs étapes de pressage On peut aussi, après le pressage,

rincer les copeaux avec de l'eau.

Le pressage peut se faire à une température comprise entre 20 et 1600 C.

Il est possible de recycler tout ou partie de la solu-

tion réductrice extraite au cours de l'étape de pressage pour

préparer la solution réductrice utile à l'étape (a).

Les copeaux, après imprégnation par la solution d'agent(s) réducteur(s) et après pressage, sont traités par imprégnation (étape d) par une solution alcaline de peroxyde d'hydrogène. L'agent oxydant, le peroxyde d'hydrogène, est utilisé à raison de 0,1 à 10 % en poids par rapport au poids de copeaux

à l'état sec à traiter, en fonction du degré de blancheur re-

cherché; en général, la quantité de peroxyde d'hydrogène est comprise entre 1 et 5 % en poids Une quantité supérieure à % en poids n'est pas utilisée en général pour des raisons économiques. Un ou plusieurs agents alcalins, tels que Na OH, KOH, Na 2 CO 3, K 2 CO 3, Mg O, Ca O etc sont ajoutés à la solution d'H 202 de manière que le p H initial de cette solution soit compris entre 8 et 12,5 L'agent préféré est Na OH La quantité optimum d'agent alcalin dépend de la nature du bois et est proportionnelle à la quantité d'H 202 Cette quantité, exprimée en Na OH, peut varier de 0,5 % à 10 % et de préférence de 0,5 à 6 %, en poids par rapport au poids de copeaux à l'état sec à traiter. Un ou plusieurs agents stabilisants du peroxyde

d'hydrogène en milieu alcalin peuvent être ajoutés à la solu-

tion alcaline d'H 202 pour diminuer la décomposition de cette solution et accroître ainsi l'efficacité du traitement On

peut citer comme agent stabilisant, le silicate de sodium, gé-

néralement sous forme de solution à 40 % et utilisé à raison de 0,5 % à 5 %, en poids par rapport au poids de copeaux sec,

les sels de magnésium comme le chlorure, le nitrate, le carbo-

nate et les sels mixtes à raison de 0,01 à 1 % de magnésium, et les polylactones de l'acide poly(a-hydroxy acrylique) et

utilisées à raison de 0,02 à 2 % en poids.

On peut aussi ajouter à la solution de peroxyde d'hydrogène un ou plusieurs agents complexants ou séquestrants

des ions métalliques comme, par exemple, les acides diéthylè-

netriaminepentaacétique et éthylènediaminetétraacétique sous forme de sels de sodium On les utilise à raison de 0,1 à 1 % en poids par rapport au poids de copeaux à l'état sec à traiter. La température de la solution alcaline de peroxyde d'hydrogène pendant l'imprégnation est comprise entre 10 et 800 C et, de préférence, à une température n'excédant pas 400 C

pour diminuer la décomposition du peroxyde.

Après l'étape d'imprégnation des copeaux par la solu-

tion alcaline de peroxyde d'hydrogène, on chauffe les copeaux, lors d'une étape (e), à une température comprise entre 500 C et 1200 C et de préférence comprise entre 60 et 800 C pendant une

durée de 10 mn à 5 heures selon la nature du bois, la tempéra-

ture et la quantité de peroxyde d'hydrogène En général, la durée peut atteindre 5 heures à 600 C, elle est de 2 à 3 heures

à 70 WC et de 1 à 2 heures à 90 WC Le chauffage est, générale-

ment, assuré par de la vapeur en atmosphère saturée.

A l'issue des deux traitements par les solutions réduc-

trice et oxydante, les copeaux sont défibrés ou raffinés, par

passage dans un ou plusieurs raffineurs à pression atmos-

phérique ou sous pression de quelques bars de vapeur d'eau.

Généralement, le raffinage s'effectue avec deux stades

de raffinage, le premier stade étant sous pression et le se-

cond atmosphérique Les conditions de raffinage dépendent des

caractéristiques requises pour la pâte à papier.

La pâte raffinée est généralement neutralisée par un acide pour éliminer l'alcalinité résultant du traitement par

la solution alcaline de peroxyde d'hydrogène Cette neutrali-

sation est, de manière préférentielle, effectuée jusqu'à un p H de 5,5 à 6 au moyen d'acide sulfurique dilué ou bien de 502 gazeux.

La pâte est ensuite traitée de manière habituelle (épu-

ration, classage, recyclage des refus, etc).

Les exemples suivants, donnés à titre indicatif, mais non limitatif, permettent de juger de l'invention et de ses avantages Dans ces exemples, les quantités de réactifs sont exprimées en pourcentage en poids par rapport aux copeaux de bois à l'état sec On utilise dans les exemples des copeaux

de bois de résineux (sapin) ou de feuillu (peuplier) Les co-

peaux ont été prélevés sur une installation industrielle de fabrication de pâte à papier mécanique et sont conformes aux

standards de cette industrie.

Les exemples ont été réalisés sur une installation pi-

lote de fabrication de pâte mécanique à haut rendement.

Ce pilote, d'une capacité d'environ 200 kg/h, fonc-

tionne en continu et comprend:

Une chaîne de préparation des copeaux: stockage, la-

vage à l'eau et étuvage à la vapeur d'eau à une température de OC, Un premier imprégnateur à vis comprenant une zone de compression avec filtration et une zone d'expansion o le réactif est injecté par une pompe doseuse, Une capacité tampon permettant d'assurer une durée de séjour de 5 à 60 mm à une température de 40 à 100 WC, Un deuxième imprégnateur à vis comprenant une zone de compression munie d'un filtre et d'un dispositif d'injection d'eau de lavage et une zone d'imprégnation o le deuxième réactif est injecté au moyen d'une pompe doseuse, Une capacité tampon permettant d'assurer une durée de séjour de 15 à 120 mn à une température de 40 à 1000 C, Un raffineur à double disque ( 40 pouces), Un classeur HOOPER à fentes et un cuvier de stockage et

de neutralisation de la pâte par du 502 gazeux.

Après fabrication de la pâte, des feuilles de papier sont réalisées avec cette pâte pour mesurer la blancheur et les caractéristiques mécaniques, selon les normes ISO de

l'industrie papetière.

La solution commerciale de borohydrure de sodium utili-

sée provient de la Société MORTON International et contient 12 % de Na BH 4 et 40 % de Na OH; elle est désignée sous le nom

de BOROLR.

L'agent complexant des ions métalliques, utilisé dans

les exemples, est du DTPA (sel de sodium de l'acide diéthylè-

netriamine pentaacétique) sous forme de solution aqueuse à %.

EXEMPLE 1

Des copeaux de résineux (sapin, épicéa) sont lavés et étuvés à la vapeur d'eau On imprègne ces copeaux, en continu,

avec une solution réductrice à 20 C comprenant 5,9 % de sul-

fite de sodium, 0,5 % de solution de DTPA à 40 % et 1,5 % de solution de borohydrure de sodium BOROLR, la solution ayant un

p H de 10,5.

On chauffe les copeaux à 60 C pendant 30 mn On presse

les copeaux à 60 C pour éliminer environ 0,5 1 de solution ré-

ductrice par kg de copeaux (secs) (soit environ 50 % d'élimination) On rince avec 2 1 d'eau par kg de copeaux secs.

Puis on imprègne les copeaux, en continu, avec une so-

lution oxydante à 20 C, comprenant 5 % de peroxyde d'hydrogène, 2 % d'hydroxyde de sodium, 4 % de solution à 40 % de silicate de sodium et 0,5 % de solution à 40 % de DTPA La

solution oxydante a un p H de 11,5.

On chauffe alors les copeaux imprégnés à 90 C pendant

1 heure, puis on les raffine dans un raffineur double disque.

La pâte est alors classée et les refus sont renvoyés au raffi-

neur.

La pâte raffinée a un indice d'égouttage de 70 SR.

Après neutralisation de la pâte à p H 6 par du 502, les caractéristiques suivantes sont obtenues: Blancheur ISO 82 Résistance à la rupture: Longueur de rupture 4500 m Résistance à l'éclatement 2,3 K Pa m 2/g

Résistance à la déchirure 5,1 m N m 2/g.

On peut noter que le procédé selon l'invention, qui comprend un traitement par une solution réductrice contenant

du sulfite de sodium et du borohydrure de sodium et un traite-

ment par du peroxyde d'hydrogène permet d'obtenir une pâte à partir de bois de résineux qui, après défibrage, présente un

degré de blancheur élevé, supérieur à 80 ISO.

EXEMPLE 2

On procède comme pour l'exemple 1, mais la durée du chauffage à 90 C après imprégnation par la solution oxydante,

est de 2 heures au lieu d'l heure.

On obtient une pâte ayant les mêmes caractéristiques

mécaniques et une blancheur de 83 ISO.

EXEMPLE 3

On procède comme pour l'exemple 1, à l'exception que la solution réductrice est composée de 5,9 % de Na 2 SO 3 et de 0,5 % de solution à 40 % de DTPA et a un p H de 9,6 On obtient une pâte ayant les caractéristiques suivantes: Blancheur ISO 80 ISO Résistance à la rupture: Longueur de rupture 4400 m Résistance à l'éclatement 2,2 K Pa m 2/g

Résistance à la déchirure 5,4 m N m 2 /g.

EXEMPLE 4 (comparatif) On procède comme à l'exemple 1, mais on ne traite pas les copeaux par une solution réductrice Le premier traitement consiste en une imprégnation des copeaux par une solution

contenant uniquement 0,5 % de solution à 40 % de DTPA.

On obtient une pâte ayant les caractéristiques sui-

vantes: Blancheur ISO 78 ISO Résistance à la rupture: Longueur de rupture 3200 m Résistance à l'éclatement 1,6 K Pa m 2/g

Résistance à la déchirure 5,2 m N m 2/g.

On peut constater que le traitement des copeaux, avant

défibrage, par une solution de peroxyde d'hydrogène, comme dé-

crit dans le brevet EP-A-239 583, et donc sans traitement ré-

ducteur, ne permet pas d'obtenir une pâte ayant un degré de blancheur et des résistances mécaniques, analogues à celles

obtenues avec le procédé selon l'invention.

EXEMPLE 5

Des copeaux de feuillu (peuplier, tremble) lavés et étuvés, sont imprégnés en continu avec une solution réductrice à 200 C, constituée de 5 % de Na 2 SO 3, de 1,5 % de solution de borohydrure de sodium (BOROLR) et 0,5 % de solution à 40 % de

DTPA et ayant un p H de 11,5.

On chauffe les copeaux imprégnés à 1000 C pendant 30 mn sous atmosphère de vapeur d'eau On presse alors les copeaux à 600 C pour éliminer plus de 50 % de solution réductrice On

rince avec 2 1 d'eau par kg de copeaux secs.

On imprègne alors les copeaux avec une solution oxy-

dante à 200 C comprenant 5,2 % de peroxyde d'hydrogène, 4 % d'hydroxyde de sodium, 4 % de solution à 40 % de silicate de sodium et 0, 5 % de solution à 40 % de DTPA, et ayant un p H de 11,4. Les copeaux sont alors chauffés à 900 C pendant 2 heures

et raffinés dans un raffineur double disque à pression atmos-

phérique. Après classage, la pâte raffinée présente un indice d'égouttage de 560 SR Les caractéristiques de cette pâte sont les suivantes: Blancheur ISO 870 ISO Résistance à la rupture Longueur de rupture 3300 m Résistance à l'éclatement 1,3 K Pa m 2/g

Résistance à la déchirure 3,5 m N m 2 /g.

On traite dans cet exemple des copeaux de feuillu qui sont relativement blancs Le procédé selon l'invention permet d'obtenir une pâte, après défibrage, dont le degré de blanc

est très élevé.

EXEMPLE 6

On procède comme pour l'exemple 5, mais la solution ré-

ductrice est composée de 5 % de Na 2 SO 3 et 0,5 % de solution à

% de DTPA et a un p H de 11.

* La pâte obtenue présente les caractéristiques sui-

vantes: Blancheur ISO 85,2 ISO Résistance à la rupture: Longueur de rupture 2900 m Résistance à l'éclatement 1,20 K Pa m 2/g

Résistance à la déchirure 3,1 m N m 2/g.

EXEMPLE 7 (comparatif) On procède comme à l'exemple 5, mais on n'ajoute pas

d'agent réducteur au premier traitement: la première impré-

gnation est effectuée avec une solution contenant uniquement

0,5 % de solution à 40 % de DTPA.

La pâte obtenue présente les caractéristiques sui-

vantes: Blancheur ISO 84 ISO Résistance à la rupture: Longueur de rupture 2300 m Résistance à l'éclatement 0,9 K Pa m 2/g

Résistance à la déchirure 2,9 m N m 2/g.

On peut constater que des copeaux de bois de feuillu traités dans cet exemple comparatif donnent, après défibrage, une pate de blancheur nettement inférieure à celle obtenue avec les mêmes copeaux, à l'exemple 5 utilisant le procédé

selon l'invention.

EXEMPLE 8

On lave et on étuve à 90 C des copeaux de feuillu (peu-

pliers) On les imprègne, en continu, avec une solution réduc-

trice à 20 C constituée de 1 % de solution de borohydrure de

sodium (BOROLR) et de 0,5 % de solution à 40 % de DTPA La so-

lution a un p H de 12,7.

On chauffe les copeaux à 90 C pendant 15 mn.

On presse les copeaux, à une température de 60 C, pour

éliminer environ 0,5 1 de solution réductrice par kg de co-

peaux secs (soit environ 20 % de solution réductrice éliminée).

On imprègne alors les copeaux avec une solution oxy-

dante à 20 C comprenant 4,25 % de peroxyde d'hydrogène et

3,8 % d'hydroxyde de sodium La solution a un p H de 10,5.

On chauffe les copeaux imprégnés de solution oxydante à 850 C pendant 1 h On raffine dans un premier raffineur double

disque à pression atmosphérique, puis dans un deuxième raffi-

neur simple disque aussi à pression atmosphérique.

La pâte raffinée, après neutralisation à p H 6 par 502,

a un indice d'égouttage de 62 SR et présente les caractéris-

tiques suivantes: Blancheur ISO 80,9 ISO Résistance à la rupture: Longueur de rupture 2800 m Résistance à l'éclatement 1,25 K Pa m 2/g

EXEMPLE 9

On procède exactement comme pour l'exemple 8, mais on utilise une solution réductrice composée de 1 % de Na 2 SO 3, 1 %

de solution de borohydrure de sodium (BOROLR) et 0,5 % de so-

lution à 40 % de DTPA.

La pâte obtenue a un indice d'égouttage de 68 SR et présente les caractéristiques suivantes: Blancheur ISO 81,1 ISO Résistance à la rupture: Longueur de rupture 3100 m Résistance à l'éclatement 1,36 K Pa m 2/g

EXEMPLE 10

On procède exactement comme pour l'exemple 8, mais on utilise une solution réductrice composée de 2 % de Na 2 SO 3, 1 % de solution de borohydrure de sodium (BOROLR) et 0,5 % de so-

lution à 40 % de DTPA.

La pate obtenue a un indice d'égouttage de 65 SR et présente les caractéristiques suivantes: Blancheur ISO 81,70 ISO Résistance à la rupture: Longueur de rupture 3320 m Résistance à l'éclatement 1,38 K Pa m 2/g EXEMPLE 1 l (comparatif) On procède comme pour l'exemple 8, mais sans ajouter

d' agent réducteur au premier traitement: la première impré-

gnation est réalisée avec une solution composée uniquement de

0,5 % de solution à 40 % de DTPA.

La pâte obtenue a un indice d'égouttage de 6605 R et présente les caractéristiques suivantes: Blancheur ISO 79,80 ISO Résistance à la rupture: Longueur de rupture 2900 m Résistance à l'éclatement 1,21 K Pa m 2/g Dans les exemples 8 à 11, on utilise des copeaux de bois de feuillu (peuplier) d'une blancheur initiale moindre que dans les exemples 5 à 7 La blancheur de la pâte finale est donc plus faible que celle obtenue aux exemples 5 à 7, mais on constate, là encore, que le traitement des copeaux de

bois par un traitement réducteur, puis par un traitement oxy-

dant, permet d'obtenir, après défibrage du bois, une pâte de

très haut niveau de blancheur et présentant des caractéris-

tiques mécaniques renforcées.

Claims

REVENDICATIONS

1 Procédé de fabrication de pâte à papier à haut ren-

dement blanchie à partir de copeaux de bois, selon lequel on traite les copeaux par une solution alcaline de peroxyde d'hydrogène avant défibrage, caractérisé en ce que, avant le traitement par la solution alcaline de peroxyde d'hydrogène, les copeaux sont traités par une solution d'au moins un agent réducteur. 2 Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste: (a) à imprégner les copeaux avec la solution d'agent(s) réducteur(s), (b) à chauffer les copeaux imprégnés à une température comprise entre 60 et 1600 C, (c) à presser les copeaux de façon à extraire au moins % de la solution d'agent(s) réducteur(s), (d) à imprégner les copeaux avec la solution alcaline contenant le peroxyde d'hydrogène, (e) à chauffer les copeaux imprégnés à l'étape (d) à une température comprise entre 50 et 1200 C, et

(f) à raffiner les copeaux ainsi traités.

3 Procédé conforme à l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que le (ou les) agent(s) réducteur(s) sont

choisis dans le groupe formé par du sulfite de sodium, du bi-

sulfite de sodium, du borohydrure de sodium, d'hydrosulfite de zinc ou de sodium, du dioxyde de thiourée et d'un"mélange de

dioxyde de soufre et d'hydroxyde de sodium.

4 Procédé conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que la solution réductrice est préparée par mélange de

sulfite de sodium et de borohydrure de sodium.

Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 4,

caractérisé en ce qu'on utilise le (ou les) agent(s) réduc-

teur(s) à raison de 0,1 à 10 % en poids par rapport au poids

de copeaux secs.

6 Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que le p H de la solution réductrice est com-

pris entre 7 et 13.

7 Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 6,

caractérisé en ce que la solution réductrice contient un agent

complexant ou séquestrant des ions métalliques.

8 Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 7,

caractérisé en ce que la température de la solution réductrice est comprise entre 10 et 1000 C.

9 Procédé conforme à l'une des revendications 2 à 8,

caractérisé en ce que, après imprégnation par la solution ré-

ductrice, les copeaux sont chauffés à une température comprise

entre 60 et 1600 C pendant 1 mn à 3 heures.

Procédé conforme à l'une des revendications 2 à 9,

caractérisé en ce qu'on presse les copeaux, imprégnés de solu-

tion réductrice et chauffés, pour éliminer au moins 20 % de la

solution réductrice.

11 Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 10,

caractérisé en ce qu'on imprègne les copeaux par la solution alcaline de peroxyde d'hydrogène à raison de 0,1 à 10 % en poids de peroxyde d'hydrogène par rapport au poids de copeaux secs. 12 Procédé conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que la solution de peroxyde d'hydrogène a un p H compris

entre 8 et 12,5.

13 Procédé conforme à l'une des revendications 11 et

12, caractérisé en ce que la solution de peroxyde d'hydrogène

contient un ou plusieurs agents stabilisants du peroxyde.

14 Procédé conforme à l'une des revendications il à

13, caractérisé en ce que la température de la solution de peroxyde est comprise entre 10 et 80 C.

Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 14,

caractérisé en ce que les copeaux imprégnés de la solution de peroxyde d'hydrogène sont chauffés à une température comprise

entre 50 et 1200 C pendant 10 mn à 5 heures.

16 Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 15,

caractérisé en ce que les copeaux de bois sont imprégnés de solution d'un agent complexant des ions métalliques, puis pressés avant le traitement par la solution contenant du

peroxyde d'hydrogène.

di