LU85147A1 - Procede de desencrage a sec de sources de fibres secondaires - Google Patents

Description

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Procédé de désencrage à sec de sources de fibres secondaires._

La production industrielle des différents types de papiers exige l’utilisation de papier re- jv 5 cyclé comme source de fibres de fabrication de pa-pier en raison du coût des fibres vierges. Avant d'utiliser ces sources de fibres secondaires pour la Λ fabrication d'un produit industriel, il est nëcessai- , re de traiter la source de fibres pour en éliminer H# 5 10 les constituants chimiques indésirables qui nuisent à la qualité du papier final obtenu. Les impuretés les plus notables qui doivent être éliminées, sont ÆMÊ*· les encres ou les colorants qui altèrent la couleur et la brillance des fibres secondaires utilisées com-15 me matière première. Les dépôts d'encre sur le pa- JK pier ont une épaisseur extrêmement faible qui est gé-néralement d’environ 0,00254 mm seulement. Chimique- 'jpg, ment,les encres sont généralement un mélange d'un -Jf pigment ou d'un colorant organique, d'un liant et 20 d'un solvant. Certaines encres contiennent également des siccatifs métalliques, des plastifiants, ainsi -Sfe que des cires dans le but de conférer les propriétés souhaitées. Dès lors, leur composition chimique peut être très complexe. Toutefois, les encres ne doivent 25 pas être mises sur le même pied que d'autres impuretés ou additifs tels que les vernis, les colles et les JH9É plastifiants, qui sont chimiquement et physiquement : è d'une nature différente, ainsi que l'appréciera l’hom- ,-Ty; : me de métier spécialisé dans la technique du désencra- ^ ! 30 ge.

La technique antérieure a envisagé le nettoya- ^ ge des fibres secondaires généralement en soumettant ,¾ des sources de fibres secondaires à divers traite- ^ .

ments. La forme de traitement la plus courante est 35 un désencrage chimique par voie humide. Par exemple, -'S?' ,.....<%&<*: * 2 dans le brevet des Etats-Unis d’Amérique 3.098.784 au nom de Gorman, on décrit un procédé en vue de .désencrer* du papier imprimé, procédé dans lequel le papier imprimé est réduit en bouillie dans de l'eau 5 contenant 0,2-5,01 (calculé sur le poids du papier) ^ d'un agent tensio-actif non ionique hydrosoluble à une température d'environ 32 à 82°C. Le traitement * est effectué dans un équipement ordinaire de trans formation en pâte dans lequel le papier est réduit ^ 10 pratiquement en fibres individuelles. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3.179.555 aux noms de < i’

Krodel et al., on décrit un procédé par voie aqueuse dans lequel on utilise certains sels pour provoquer un changement de potentiel zêta entre les particules iiÉf· 15 d’encre et les particules de matière. On utilise un détergent pour émulsionner les particules d'encre së-

Sa*. ' parées, permettant ainsi de les éliminer de la pâte par lavage. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique > 3.377.234 au nom de Illingworth, on décrit un agent ’jgw 20 de désencrage destiné à être utilisé dans une solution aqueuse comprenant un mélange d'alkyl-sulfates, d'alkyl-aryl-sulfonates et de polyphosphate de sodium. " Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 1.422.251 . A-£' (1922) au nom de Billingham, on décrit la désintégra- W. 25 tion de sources de fibres secondaires en guise de pré- J|||' e paration à un désencrage par voie humide. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 2.018.938 (1935) au * nom de Wells, on décrit un procédé de désencrage par voie humide dans lequel les déchets de papier sont dé-30 sintégrés dans une solution savonneuse à l'aide d'un broyeur à barres. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 2.916.412 (1959) aux noms de Altmann et al., on décrit un procédé de désencrage par voie humide dans lequel la bouillie de déchets de papier (consistance: 35 3,251) est broyée grossièrement en pâte, puis raffinée hs > - 3

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à une température inférieure à 44°C en vue de chasser l'encre des fibres. Dans le brevet allemand 2.836.805 .(1979), on décrit la transformation en bouillie de dé-chets de papier dans un broyeur à une consistance de 1|||Γ 5 3-51 en présence d'électrolytes pour provoquer le ; gonflement des fibres avec, pour résultat, l'effrite-ment des encres. Toutefois, ces procédés de désencra-r? ge par voie humide, ainsi que d'autres peuvent être coûteux et entraîner la production de grandes quanti-" 10 tés de boue dont l'évacuation pose un problème. En outre, il existe certains types de papiers qui ne peu-vent absolument pas être désencrés de manière satis-faisante par des procédés classiques par voie humide, étant donné qu'ils sont chimiquement non réactifs 15 avec les agents de désencrage.

On a soumis des fibres secondaires à d'au- 'WÊkf très traitements ayant pour but d'en séparer, outre les encres, d'autres impuretés telles que des pellicu-les plastiques et diverses matières en particules. *1»ΐ- 20 Par exemple, dans le brevet français N° 1.295.608 (1961), on décrit la récupération de déchets de papier ^M·· revêtus de matières synthétiques ou de pellicules plastiques, en humidifiant ces déchets de papier et .dËËi en soumettant la bouillie obtenue à une attrition 25 dans un dispositif de raffinage. Les particules plas-* tiques hydrophobes peuvent être séparées de la matiè- JË re fibreuse hydrophile, laquelle a été désintégrée, ·? par le broyeur à attrition, en particules (fibres) qui sont plus petites que les particules plastiques.

30 Dans le brevet britannique N° 940.250 (1963), on décrit un procédé en vue de récupérer les matières fi-breuses de déchets de papier qui ont été enduits de |.

résines synthétiques sous forme d'une pellicule rigi- ^ ' "V'' de. La matière résiduaire est exposée à un traite-35 ment mécanique vigoureux en présence de moins de 701 en ! L· # -''Αν ' 4 * poids d’eau en vue de transformer la matière en fibres, alors que la pellicule de résine synthétique qui subsis-.te, est réduite en morceaux relativement grands. Dans le brevet britannique N° 1.228.276 (1971), on décrit 5 un procédé en vue de récupérer la matière fibreuse de déchets de papier contenant ou revêtus de matière plastique. Les déchets de papier sont transformés en fi-* bres dans de l’eau, de telle sorte que la matière plas tique se sépare des fibres en petites particules. Ces - 10 particules de matière plastique sont ensuite séparées des fibres. Dans un article d’origine russe intitulé "Dry Comminution of Waste Paper” (14 janvier 1981), " .

M.V. Vanchakov, V.N. Erokhin et M.N. Anurov décrivent le broyage à sec de déchets de papier dans un broyeur 15 à marteaux en guise de prétraitement précédant le pas-sage dans un triturateur ”hydropulper” en vue de séparer les grosses impuretés telles que des agrafes, de la toile, une pellicule de polyéthylène et autres.

On a fait passer la matière broyée à travers des tamis ^ 20 séparateurs comportant des trous de 4 mm et de 8 mm de diamètre, les fractions passant à travers ces tamis étant ensuite soumises à un défibrage dans un tTitura- "|v£· teur. Toutefois, ainsi qu'on l'a suggéré précédemment, aucun de ces procédés ne vise le désencrage. Ils con- -'djfc: 25 cernent tous l'élimination des revêtements et des pelli-* cules plastiques qui se séparent sous forme de morceaux mSÈ, relativement grands. De même, à l'exception du procédé i décrit dans l'article russe précité, dans tous ces pro- &£..

cédés, on utilise de l'eau, si bien que l'on ne peut .Λ .

30 parler de procédé à sec. D'autre part, l'article russe précité ne suggère pas un désencrage mais, en revanche, il vise à éliminer de grosses impuretés plutôt que de fins produits.

Dans d'autres procédés encore de la techni-35 que antérieure concernant le traitement des déchets /¾ _t_ § U- · 9 5 de papier, on utilise des méthodes différentes. Par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d’Amérique 3.736.221* (1973) aux noms de Evers et al., on décrit un procédé de fabrication de corps façonnés à partir ...

5 de déchets de papier, ce procédé consistant à transformer ces déchets de papier en fibres dans un broyeur à marteaux, enduire les fibres d’un liant aqueux, com- ' r primer les fibres sous pression, puis soumettre ces dernières à une cuisson. Aucune tentative n’est en-- 10 treprise pour éliminer l’encre des déchets de papier.

Dans le brevet des Etats-Unis d’Amérique 4.124.168 V

(1978) aux noms de Bialski et al., on décrit un procédé de récupération de différents types de déchets de pa- - ? pier au départ d’une source mixte en fragmentant les 0?"

.. -Λ V

15 matières de cette dernière et en séparant les divers ' - * - composants en fonction de leur aptitude à la fragmenta- C tion. Ce procédé sert uniquement à trier les différents types de déchets de papier présents dans un échantillonnage mixte sans tenter d’éliminer l'encre 20 de ces déchets de papier. Dans le brevet allemand 1.097.802 (1961), on décrit un procédé de régénération de déchets de papier consistant à déchirer le papier ^||_ et le nettoyer, crêper et passer le papier déchiré au rouleau dans un état pratiquement sec, puis le sou- ’Â; 25 mettre à un défibrage à l'état sec, éventuellement en * présence de vapeur d’eau sèche. Ce procédé cherche à Æjm surmonter les difficultés rencontrées lors de la trans-^ formation en fibres de déchets de papier revêtus de matières hydrophobes qui ne réagissent pas bien à des 30 procédés aqueux. Toutefois, rien ne permet de supposer qu’un traitement à sec de ce type permette d’éliminer les encres.

En conséquence, il est toujours nécessaire de mettre au point un procédé de désencrage qui permet 35 d’éviter ou de réduire au minimum la formation de boue, ! *: / -"%v 9 6 ainsi que les dépenses qu'entraînent les procédés chimiques. Bien que différents traitements de déchets de • papier aiejit été élaborés dans la technique antérieure , pour tenter de répondre à ce besoin, aucun des procédés f f 5 envisagés jusqu'à présent ne s'est avéré satisfaisant.

A présent, on a découvert un procédé de désencrage plus simple et plus économique que les procédés ' m de désencrage par voie humide habituellement adoptés.

D'une manière générale, ce procédé consiste à : (a) « 10 transformer mécaniquement en fibres une charge ou une ,;f T* source de fibres secondaires contenant de l'encre, dans un état pratiquement sec, de préférence, après séchage ^ . à l'air, de façon à obtenir des fibres pratiquement dis-crètes et des fins produits; et (b) séparer les fins 15 produits des fibres. La transformation en fibres est , iagp-effectuée lorsque la source de fibres secondaires est séchée à l'air ou qu'elle est suffisamment sèche pour A5 empêcher l’adhérence entre les fibres et les fins pro- ,'%ÿ duits résultants. Les fins produits qui comprennent |||pf 20 ceux contenant de l’encre, peuvent être éliminés ou séparés des fibres, par exemple, en les faisant passer à travers un tamis dont les ouvertures sont suffisam-ment petites pour retenir les fibres, mais en étant Jâï néanmoins assez grandes pour laisser passer les fins 25 produits. Les fins produits peuvent comprendre des jfli particules d'encres, des fragments de fibres contenant 1«®' de l’encre, d’autres matières en particules contenant Jfe . de l’encre, telles que des matières de charge, des fragments de fibres formés au cours de la transforma-30 tion en fibres, des fragments de fibres initialement C * présents dans la source de fibres secondaires, ainsi que des matières de charge en particules présentes dans la source de fibres secondaires. Toutefois, il % est entendu que, dans tous les cas, une partie au moins 35 des fins produits est constituée de particules d’encre / :ffe -¾ • 7 ...

t ou de fins produits contenant de l’encre.

Les expressions utilisées dans la présente ' description et les revendications ci-après ont les significations suivantes: 4' 5 L’expression "source de fibres secondaires" désigne des produits cellulosiques portant ou conte-nant de l'encre, notamment des déchets de papier im- * primés, qui sont régénérés pour être utilisés comme source de fibres de fabrication de papier.

* 10 L'expression "séchée à l’air" signifie que » la teneur en humidité de la source de fibres secondaires est en équilibre avec les conditions atmosphériques auxquelles cette source est exposée. * L'expression "fibres pratiquement discrètes" ( 15 désigne des fibres essentiellement individuelles, “|||| avec possibilité de certaines agrégations de fibres dont la longueur peut atteindre de nombreuses fois leur diamètre.

Spécifiquement, les sources de fibres secon- ^ 20 daires contiennent environ 3 à 9% en poids d'humidité, ^ ce qui, pour les applications de la présente invention, . ...

est à peu près l'intervalle prévu pour le papier séché -à l'air. En conséquence, lors de la mise en oeuvre de l'invention, il est préférable qü'il n'y ait pas d'eau jap 25 supplémentaire présente ou ajoutée à la source de fi- -/3Bjfc.

# bres secondaires devant être transformée en fibres. .

On a constaté que, à mesure que la teneur en eau du pa- * pier augmente, l'énergie consommée par l'appareil de v.

·, ÿ* transformation en fibres augmente rapidement. Cet 30 accroissement d'énergie a tendance à détruire les fibres au point de les dégrader de manière inacceptable.

De même, à mesure que la teneur en eau augmente, les fibres et les fins produits formés au cours de la trans-formation en fibres ont tendance à s'agglomérer ou à J

35 adhérer les uns aux autres, ce qui risque d'obstruer / V' A? V .

..

............—' & 8 t l’appareil, d’entraver la séparation et de Téduire le rendement en fibres utilisables. Dès lors, la •source de* fibres secondaires est dans un état pratiquement sec lorsque la transformation en fibres est 5 effectuée et, bien que de l'eau puisse être présente ou ajoutée, elle ne doit pas l'être en une quantité provoquant une obstruction de l'appareil de transfor-* mation en fibres, une consommation d'énergie ou une dégradation des fibres dans une mesure inacceptable 10 ou peu économique. Une limitation numérique spêcifi-que pour la teneur en eau dépendra principalement des caractéristiques de la source de fibres secondaires, ainsi que du fonctionnement et du caractère économi- y^5· ir que de l'appareil de transformation en fibres utili-15 sé dans le procédé. Ces limitations peuvent être dé- æp·, terminées par l'homme de métier moyennant une expéri-mentation. Toutefois, en règle générale, on pense \ qu'une teneur en humidité d'environ 20%, calculé sur le poids des solides, constitue une limite pratique ^ 20 dans la plupart des cas.

Le procédé de la présente invention est particulièrement utile pour éliminer les encres de sour- ||L

ces de fibres secondaires qui ont été traitées avec 1K

ou enduites d'une colle superficielle ou d'une matière J0Èf. 25 d'arrêt. La colle sert de couche d'arrêt pour l’encre, ’cWm\ « de façon à opposer une résistance au passage de cette dernière après application à la source de fibres se-condaires. Dans ces cas, une partie au moins de la colle ou delà couche d'arrêt est éliminée avec les 30 fines particules d'encre au cours de la transformation en fibres, puis séparée des fibres. Comme exemples de couches d'arrêt ou de colles superficielles, on mentionnera les amidons, la caséine, la colle animale, la carboxyméthyl-cellulose, l'alcool polyvinylique, 35 la mëthyl-cellulose, les émulsions de cire, ainsi'que ^ t- ,1 9 t divers polymères de Tésines.

Les fibres discrètes obtenues par le procédé . de la présente invention et qui sont dépourvues d*hy- « dratation (qui est la caractéristiques des fibres ob- ^'/V.

5 tenues par les procédés de désencrage par voie humide), sont appropriées comme fibres secondaires et elles peuvent être recyclées pour la fabrication de produits cellulosiques tels que le papier de soie, les papiers, les tampons, l'ouate en feuille, le papier extérieur 10 pour carton, le papier journal et analogues.

Dans les dessins annexés : la figure 1 est une vue en perspective d'un exemple d'un appareil de transformation en fibres uti-lisë pour la mise en oeuvre du procédé de la présente .Jj§p 15 invention; 1 la figure 2 est une vue en perspective de ! l'appareil de transformation en fibres du type illus- ^ trë en figure 1 avec le couvercle frontal ouvert pour exposer les aubes de turbine et la surface de travail 20 dentée ; la figure 3 est une vue en perspective élaguée de l'appareil de transformation en fibres ouvert avec ÆmL-la turbine enlevée pour exposer l'orifice à travers . lequel les fibres traitées sont retirées de la chambre 25 de travail; *1HM!

la figure 4 est une vue en élévation latérale et partiellement en coupe illustrant le fonctionnement fsHF

de l’appareil de transformation en fibres; _ \’aÇ la figure 5 est une vue en perspective d'un 30 appareil de transformation en fibres modifié pour fonc-

tionner dans un mode continu; V

la figure 6 est un organigramme schématique illustrant un procédé suivant la présente invention; , la figure 7 est un bloc-diagramme illustrant 35 l'utilisation de la présente invention en rapport avec , / / ! -Λ#" 10 r la fabrication de papier.

L’invention sera décrite ci-après de manière • plus détaillée en se référant tout d'abord à la figure 1. L'appareil de transformation en fibres illus-5 tré en figure 1, en l'occurrence, un turbobroyeur, a été utilisé pour recueillir les résultats mentionnés ici. Toutefois, l’homme de métier compren-, dra que l’on dispose d'une variété d'appareils de transformation en fibres pour la mise en oeuvre du 10 procédé de la présente invention, notamment des broyeurs à marteaux, des broyeurs à disques, des broyeurs à broches, des broyeurs batteurs à ailettes, etc. En règle générale, l'appareil de transformation en fibres 1 comprend un logement dans lequel sont enfermées des -¾ 15 aubes rotatives (voir figure 2) entraînées par un ^ moyen approprié 2. La source de fibres secondaires, - par exemple, des déchets de papier imprimés qui peuvent être déchiquetés, est introduite dans l'appareil de transformation en fibres par l'entrée 3, et ces dé-20 . chets de papier sont fragmentés ou réduits pratiquement en fibres individuelles et en fins produits. Un ventilateur disposé intérieurement aspire l'air à «r

travers l'entrée d’alimentation 3 conjointement avec les déchets de papier, et il expulse cet air par l'ori-25 fice de sortie 4, les fibres et les fins produits jjL

étant ainsi entraînés dans le courant d'air. Les fi- Æ.

bres sont recueillies dans un sac tubulaire à mailles

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. 5 qui laisse passer les fins produits à travers les ouvertures des mailles, tout en retenant les fibres.

30 On a constaté que, pour donner satisfaction, la matière spécifique pour ce sac à mailles 5 devait comporter 19 à 23 ouvertures par cm. Le diamètre du fil dont est constitué cette matière, était de 0,228 mm et les ouvertures mesuraient 0,152 mm x 0,304 mm. La zone 35 couverte par les ouvertures du tamis ainsi formé cons- i ? * 11 ·» ç\.

tituait 23% de la surface totale de ce dernier. La figure 1 illustre également un moyen de refroidissement comportant une entrée d’alimentation d’eau 6 et des orifices de sortie 7 destinés à dissiper la chaleur 5 engendrée par suite de la friction résultant du cisaillement de la charge de fibres. Mis à part le sac tubulaire à mailles, les appareils de transformation en » fibres du type illustré en figure 1 sont des équipe ments disponibles dans le commerce. Un tel appareil ” 10 de transformation en fibres est illustré dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3.069.103. L'appareil spécifique illustré et utilisé dans la présente est un appareil de transformation en fibres "Pallman Ref 4”.

La figure 2 illustre la chambre de travail in-15 térieure de l'appareil de transformation en fibres et, principalement, la position des aubes de rotor. Comme le montre cette figure, l'appareil comporte une surface de travail dentée et rainurée 8 contre laquelle la charge de matière est usée par abrasion suite à l'ac-20 tion des aubes de rotor en mouvement 9. Bien qu'il ne soit pas clairement représenté dans cette figure, entre la surface de travail dentée et les aubes, est . * ménagé un espace dans lequel les matières cellulosi-ques sont secouées. La position (les aubes par rapport -3|j£ 25 à la surface de travail 8 est réglable afin d'assurer - un meilleur contrôle du degré de transformation en fi- |||; bres, lequel est également contrôlé par la vitesse du ÿ __ '·. ¾

.S

rotor, la durée de séjour et la nature de la surface f de travail. La surface de travail 8 est constituée de " 30 six segments amovibles. Ces derniers peuvent être remplacés par un nombre plus ou moins grand de segments dont la surface est d'une conception ou d'une configuration différente. Cette souplesse d'utilisation offre un choix entre un nombre infini de variantes permettant 35 de modifier et d'optimaliser la transformation en fi- t~\ ÿ U" j.

* 12 * bres. Toutefois, la configuration illustrée ici a donné entière satisfaction. Plus spécifiquement, comme le .montre le dessin, les rainures de chaque segment sont mutuellement parallèles et espacées 5 l’une de l’autre d’une distance d’environ 2 mm, mesurée de crête à crête. Chaque rainure a une profondeur d'environ 1,5 mm. La largeur radiale de chaque . segment est d'environ 10 cm. Toutefois, ces dimen sions sont données uniquement à titre d'illustration 10 et sans aucune limitation. La figure 2 illustre également en partie la surface de travail formée sur l'intérieur du couvercle articulé 10 et qui est pratiquement identique à l'autre surface de travail 8 déjà décrite. Lorsque le couvercle est fermé, les deux 15 surfaces de -travail définissent une chambre intérieure ffr dans laquelle la charge de matière est transformée en fibres.

La figure 3 est une vue en perspective élaguée de l’appareil de transformation en fibres dont le 20 rotor a été enlevé afin d'exposer l'orifice 11 à travers lequel la matière transformée en fibres passe / avant d’être évacuée par l’orifice de sortie 4. La dimension de cet orifice 11 est une variable qui con-trôle le degré de transformation en fibres en augmen-25 tant ou en réduisant le débit de l’air et, partant, la Jjp*; durée de séjour dans l'appareil de transformation en vfjk * ' fibres. L'orifice 11 est défini dans une plaque amovi-ble 12 permettant de modifier commodément la dimension de cet orifice. Un orifice d'un diamètre de 160 mm 30 s'est avéré approprié conjointement avec un débit d'air d’environ 10 m3 par minute. La figure 3 illustre également les pales 13 du ventilateur qui engendre le courant d'air à travers l'appareil de transformation en fibres.

35 La figure 4 est une vue élaguée en coupe trans- L. c 9 *ί 13 versale illustrant schématiquement le fonctionnement de l'appareil de transformation en fibres. Les •flèches indiquent la direction du courant d'air et de fibres. Plus spécifiquement, la source de fibres se- p 5 condaires 15 est introduite dans l'entrée d'alimentation 3 où elle est mise en contact avec les aubes en rotation 9. Le courant d'air dirige la source de fi-* bres secondaires entre les aubes de rotor et la sur face de travail 8, de telle sorte que cette source de 10 fibres secondaires soit fragmentée en particules de plus en plus petites, pour être finalement réduite en fi-bres pratiquement discrètes et en fins produits. Les forces centrifuges créées par les aubes de rotor ont ISr tendance à chasser les particules, préférentiellement ";isf; 15 les plus grosses d'entre elles, vers le sommet 16 dé- -WËk fini entre les surfaces de travail angulaires. Ces Si forces ont tendance à empêcher les plus grosses parti- # r>~.

cules de s'échapper avant qu'elles soient complète- :· ment transformées en fibres. Après transformation en zt - ^ ® 20 fibres pratiquement complète, les matières solides ? fragmentées sont entraînées à travers l'orifice 11 de la plaque amovible 12. Les pales 13 du ventilateur jÉi chassent ensuite les fibres en suspension dans l'air JSu vers l'extérieur à travers l'orifice de sortie 4. ||1& 25 La figure 5 illustre le fonctionnement de * l'appareil de transformation en fibres décrit ci-dessus, mais qui a été légèrement modifié en vue d'un fonction- * nement en continu tel qu'il pourrait être requis pour une mise en service à l'échelle industrielle. Dans 30 cette forme de réalisation, l'entrée d'alimentation 3 est une entrée tubulaire et non pas une trémie comme illustré en figure 1. Le tube d'alimentation assurera une distribution continue de matière déchiquetée d'une qualité et d'une granularité appropriées au départ des >v 35 sources de fibres secondaires. D'une manière générale, ' c. Ί 14 * cette matière peut être sous forme de feuilles mesurant environ 12,9 à 25,8 cm2 ou moins et elle doit . être exempte de débris afin de protéger l’appareil de transformation en fibres. Toutefois, la forme et la 5 granularité des particules de la charge dépendent des capacités de l’appareil particulier de transformation en fibres utilisé et elles ne constituent pas une limitation de la présente invention. Des cisailles à re-fendre peuvent être et ont été utilisées, par exemple, 10 pour déchiqueter les sources de fibres secondaires qui ont servi à recueillir les données reprises dans les tableaux I-III. Une autre modification illustrée est le tamis à déplacement continu 18 qui recueille les fibres sous forme d’une nappe ou d'un voile 19. La 15 dimension des mailles du tamis est choisie de telle sorte que les fins produits puissent passer au travers, ' %· de préférence, avec l’aide d’une caisse aspirante 20 qui recueille les fins produits et les canalise vers un lieu de récupération approprié. On a constaté qu’ 20 une toile métallique de la "W. S. Tyler Incorporated", ayant des mailles de 150 (150 ouvertures par pouce linéaire (1 pouce linéaire = 25,4 mm)), un diamètre de .

fil de 0,066 mm, ainsi que des ouvertures d’une largeur de -J

0,104 mm couvrant une surface de 37,41 donnait les 25 meilleurs résultats lors de la production d’une nappe ^ ayant un poids de base d’environ 12 livres/2800 pieds carrés ou - ·; »*· ijfe.; moins (1 livre = 0,453 kg; 1 pied carré = 9,29 dm2). Des nappes plus épaisses ont tendance à emprisonner les fins produits dans leur structure quelle que soit la dimension des ouvertures de la toile.

30 On représente,par des lignes en traits discontinus, un orifice de sortie modifié 4 qui a été élargi pour permettre le passage de la largeur du tamis mobile. Lors d’une mise en oeuvre réelle effectuée sur une base continue, par exemple, des déchets de papier déchiquetés ont été 35 introduits dans l’appareil de transformation en fibres u.

i 15 "Pallman" à un débit de 0,679 kg par minute. L’appareil de transformation en fibres a été réglé avec un espace de 3 mm entre la surface de travail dentée et les aubes de rotor. Une plaque amovible comportant ! 5 un orifice de 140 mm a été installée derrière la tur-' - bine, laquelle avait une vitesse de rotation de 4830 tours/minute en marche à vide. Le débit de l’air à i , travers l'appareil de transformation en fibres était d’environ 10,22 m3 par minute. L’eau de refroidisse-10 ment a été acheminée à la chemise de refroidissement à un débit de 2 litres par .minute. On a mesuré une température initiale d'eau de 15-15,6°C qui s'est stabilisée à 18,9-20°C après un fonctionnement prolongé. La vi-tesse de défilement de la toile recevant la matière en ' 15 fibres provenant de l'appareil de transformation en fibres a été réglée à 106 mètres par minute. Le vide créé en dessous de la toile mesurait 15,24 mm en colon-ne d'eau. Environ 18,851 de la source de fibres secondaires sont passés à travers la toile en tant que fins .20 produits, tandis que le reste a été recueilli sur la toile en tant que produit désencré sec. La partie constituant les fins produits contenait environ 75¾ en poids de particules de fibres et environ 251 en poids Jap d'argile (charge).

25 La figure 6 est une vue d’ensemble illustrant ♦y·.’ ' schématiquement un procédé suivant la présente inven- # tion. Plus particulièrement, cette vue illustre une source de fibres secondaires 15 qui est chargée dans un appareil de transformation en fibres 21 fonction-30 nant de manière identique ou semblable au type d'appa- ( reil décrit ci-dessus en se référant aux figures précédentes. Ainsi qu'on l'a suggéré précédemment, pour la plupart des appareils de transformation en fibres, il est probablement préférable de déchiqueter tout d'abord 35 la source de fibres secondaires. Dans l'appareil de ‘ r---'· ·>, 1 <2, ' i - « r%4 16 » transformation en fibres, la source de fibres secondaires, déchiquetée ou non, est pratiquement réduite en fibres discrètes ou individuelles et en fins produits qui sont déposés sur un tamis mobile 18. Le 5 dépôt des fibres sur le tamis est assisté par une caisse aspirante 20 qui facilite l'élimination des fins produits. Les fins produits renferment la majeu- - re partie de l’encre présente dans la charge brute et ils sont recueillis dans un réceptacle approprié 22 - 10 en vue de leur évacuation. La dépression requise pour la caisse aspirante est créée par un ventilateur 23 qui aspire les fins produits à travers le tamis et les »v-· chasse dans le réceptacle 22. La masse fibreuse ou le voile de fibres déposé sur le tamis mobile est en-15 suite récupéré en le réglant à une épaisseur uni- i forme dans un dispositif de calibrage approprié 24, après quoi il est transformé en balles de pâte dans un dispositif 25 prévu à cet effet ou, en variante, il est introduit directement dans un triturateur en / 20 vue de former une bouillie de pâte pour la fabrication de papier de la manière habituelle. En outre, les fibres récupérées peuvent être acheminées directement à ·.,* un appareil de formation à l'air pour la fabrication ,¾¾ de nappes ou de voiles déposés à l'air. L'homme de mé-25 tier comprendra que divers appareils ou équipements lÉpi peuvent être utilisés pour remplir les fonctions illus- .jfxjjß:--trées ici. ' * La figure 7 illustre également le procédé de la présente invention à l'aide d'un bloc-diagramme 30 qui représente l'ensemble du procédé de fabrication de papier mis en oeuvre en utilisant des fibres récupérées au départ d’une source de fibres secondaires dés-encrées à sec. Comme le montre ce dessin, une source de fibres secondaires renfermant de l'encre (telle que ;j

35 des déchets de papier imprimés) est transformée en fi- C

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r ' ·ύ .

17 bres séchées à l’air en vue de produire des fibres pratiquement discrètes et des fins produits. Les fins produits sont séparés des fibres de n’importe quelle manière appropriée, laissant ainsi subsister les fibres 5 récupérées qui seront utilisées de la manière souhaitée. On a le choix entre au moins plusieurs possibilités. Comme le montre le dessin, les fibres peuvent être transformées en balles en vue d’une réduction ultérieure en pâte comme indiqué par les lignes en ' 10 traits discontinus. Elles peuvent également être acheminées directement à un appareil de formation à l'air \ en vue de produire des nappes déposées à l’air. En I variante, les fibres peuvent être nettoyées, par I exemple, par un procédé de nettoyage aqueux par centri-

| · <>- *-:,V

I 15 fugation (illustré dans les tableaux IV et V) ou en i utilisant des procédés de désencrage par voie humide qui sont bien connus dans l'industrie et dont des exem- | pies sont décrits dans les brevets mentionnés précé- ! * demment. Dans l’un ou l'autre cas, les fibres obte- 20 nues peuvent être réduites en pâte par formation d'une bouillie avec de l'eau et dilution dans une pâte à pa- ! ! pier d'une consistance appropriée. La pâte à papier est ensuite déposée à l'état humide pour former une · nappe fibreuse qui est séchée pouf former une feuille 25 de papier. Les étapes spécifiques de la fabrication y - du papier peuvent varier, mais elles sont également bien connues dans la technique. Les fibres désencrées à sec de la présente invention sont utiles comme fibres secondaires pour le papier de soie, le papier de 30 haute qualité, le papier d'impression et d'autres types de papier.

EXEMPLES

Afin d'illustrer l'efficacité du procédé de la présente invention, on a transformé mécaniquement 35 en fibres six sources de fibres secondaires différentes L .

4 18 conformément à la présente invention de la manière décrite précédemment en utilisant l’appareil illus-' tré dans Les figures 1-4. Les six échantillons différents étaient du papier d'imprimante d'ordinateur, 5 du papier bond pour copie xérographique (papier bond de photocopie par xérographie "Husky de la "Eastman Kodak"), du carton couvert d'encre et durci par la * lumière ultraviolette (carton couché à l'ultraviolet), du carton laqué, des journaux et des revues périodi-" 10 ques. Les deuxième, troisième et quatrième échantillons mentionnés ci-dessus ne peuvent pratiquement pas être traités par des procédés de désencrage classiques par voie humide. Toutes les sources de fibres secon- Æ daires ont été séchées à l'air et traitées à la tempë-15 rature ambiante. Toutefois, on comprendra que certai-nés encres et colles peuvent être traitées de manière plus optimale à des températures supérieures auxquel- fl les elles sont plus friables et forment par conséquent v plus aisément des particules plus fines. D'autre 20 part, certaines encres et colles peuvent être thermo- plastiques, si bien qu'elles peuvent être traitées s· plus aisément à des températures inférieures. En con-séquence, les températures de traitement optimales dé- vjBBr pendront des propriétés de la source de fibres secon- *j8gir 25 daire prédominante spécifique et du caractère ëconomi- W&t·' - que du procédé utilisé pour obtenir une température *w:': ~ appropriée. 1 * On a utilisé des fibres désencrées récupérées en soumettant chaque échantillon au procédé de la pré-30 sente invention (Essai) et des fibres non désencrées (Témoin) récupérées en déchiquetant chaque échantillon » en petits morceaux et en en formant une bouillie dans de l'eau chaude (43°C) tout en mélangeant doucement pour rompre les liaisons entre fibres de chaque échan-35 tillon, les deux types de fibres.étant incorporés cha- - 19 cun dans une bouillie aqueuse en guise de pâte pour la fabrication de feuilles de papier à la main de la manière habituelle. Les feuilles ainsi formées à la main ont ensuite été soumises à des essais en vue 5 d'en déterminer la brillance en utilisant un photomètre photo-électrique à réflectance "Elrepho" (ISO 3688), ainsi que la teneur en cendres (mesure de * l'élimination de la couche de revêtement et/ou de la charge (TAPPI T211M-58)). En outre, on a contrôlé 10 les propriétés d'égouttement des pâtes d’essai et témoin (Indice d'égouttage normalisé canadien TAPPI T227m-58). Les résultats sont repris dans les tableaux I, II et III ci-après.

TABLEAU I

15 (Indice d'égouttage normalisé canadien (ml))

Echantillon Témoin Essai

Papier d'imprimante d'ordinateur 380 590

Papier de copie xérographique 500 700+

Carton couché à l'ultraviolet 500 700+ 20 Carton laqué 500 700+

Journaux 100 270

Revues périodiques 130 280 >

TABLEAU II

(Teneur en cendres (I en poids)) '% 25 Echantillon Témoin Essai φ; * Papier d'imprimante d'ordinateur 10,3 6,2

Papier de copie xérographique 9,3 4,6

Carton couché à l'ultraviolet 4,6 2,4

Carton laqué 5,1 3,2 30 Journaux --- ---

Revues périodiques 23 15 20 TABLEAU III (Brillance)

Echantillon Témoin Essai

Papier d’imprimante d'ordinateur 72 77 5 Papier de copie xérographique 81 85

Carton couché à l'ultraviolet 75 78

Carton laqué 79 82 ► Journaux 35 44

Revues périodiques 51 58 10 Comme l'indiquent clairement les résultats

ci-dessus, la brillance et la teneur en cendres de la feuille finale sont améliorées lorsque les fibres récupérées par le procédé de la présente invention sont utilisées pour former la feuille. En outre, les pro- C

15 priëtës d'égouttement (indice d'égouttage) de la pâte sont égale-ment améliorées par le procédé de désencrage à sec de la présente invention. Les échantillons désencrés à sec présentent également une réduction considérable du nombre de points d'encre visibles comparativement 20 aux échantillons non traités. Bien qu'elle ne soit pas spécifiquement mesurée, cette amélioration est reflétée au moins partiellement dans les mesures de brillance.

Outre le fait qu'il constitue un traitement ;% ^ * A: ' ' ' i* 25 unique pour une source de fibres secondaires devant f être utilisée comme matière première dans la fabrica- ^ • · -*Ψ: ' tion du papier, le procédé de désencrage à sec de la présente invention peut également être utilisé comme prétraitement qui doit être suivi d'un nettoyage 30 complémentaire des fibres ou d'un procédé de désencrage classique par voie humide. En guise de prétraitement, ce procédé réduit la formation de boues humides au cours du procédé de désencrage par voie humide (ce qui minimise le problème que pose l’évacuation de ces 35 boues), ainsi que les coûts des procédés chimiques,

''! -.IfT

21 étant donné qu’une partie des encres aura déjà été éliminée avant d’entamer le traitement de désencrage • ultérieurtpar voie humide. Les tableaux IV et V contiennent des données comparatives pour des boîtes à 5 cigarettes désencrées, ces données illustrant l’amélioration obtenue dans certaines des propriétés physiques de deux sources de fibres secondaires (boîtes à ^ cigarettes) lorsqu'elles sont désencrées à sec et sou mises à un nettoyage ultérieur dans un hydrocyclone * 10 (nettoyage par centrifugation).

TABLEAU IV

(Boîtes à cigarettes WINSTON) DESENCRAGE A SEC

DESENCRAGE DESENCRAGE PLUS NETTOYAGE PAR PAR VOIE HUMIDE A SEC CENTRIFUGATION

15 Indice d’égouttage 616 619 700

Brillance "Elrepho" 76,5 75,3 77,6

Cendres, I - 3,3 1,8

TABLEAU V

(Boîtes à cigarettes SALEM) DESENCRAGE A SEC

20 DESENCRAGE DESENCRAGE PLUS NETTOYAGE PAR

PAR VOIE HUMIDE A SEC CENTRIFUGATION

Indice d'égouttage 636 658 699

Brillance "Elrepho" 81,2 79,5 79,9

Cendres, % - '3,0 2,1 25 Dans chaque tableau, la première colonne con tient les données concernant les propriétés physiques * pour le produit obtenu en soumettant l'échantillon ^ particulier à un procédé de désencrage classique J>ar voie humide. Le procédé particulier utilisé est sans-30 conséquence vis-à-vis du procédé de la présente invention, mais il sert simplement de point de référence utilisé à des fins de comparaison. Spécifiquement, la solution de désencrage contenait 3,0 g d'hydroxyde de sodium, 0,2 g de pyrophosphate tétrasodique, 0,2 g 35 d'agent tensio-actif "Armak Ethofat 242/25" et 1.667 ml

L

22 d'eau. On a chauffé la solution de désencrage à 82°C et, tout en mélangeant, on y a ajouté 50 g de .déchets de papier séchés au four, ces déchets étant constitués de papier découpé ou déchiré en morceaux 5 de 12,7 mm. Après transformation de l'échantillon en fibres, on l'a lavé trois fois par dilution avec de l'eau à une consistance de 1¾. On a ensuite soumis ' le produit lavé à un essai pour en déterminer l’indice d'égouttage normalisé canadien, après quoi on en a 10 formé des feuilles à la main en vue des essais de brillance.

La deuxième colonne contient des données correspondantes pour les produits obtenus par le procédé de désencrage à sec de la présente invention tel 15 qu'il a été décrit précédemment.

La troisième colonne contient des données correspondantes pour les produits obtenus en soumettant, à un nettoyage par centrifugation, les fibres soumises à l'étape de désencrage à sec de la deuxième colonne.

20 En particulier, les fibres désencrées à sec ont été réduites en bouillie avec de l'eau à une consistance d'alimentation d'environ 0,51, calculé sur le poids des matières sèches. Les fibres réduites en bouillie ont été chargées sous une pression de 2,94 lcg/cm2 mano- t 25 métriques dans un appareil de nettoyage par centrifugation "Bauer 600N" à un débit d'environ 151 litres par minute. L'appareil particulier auquel il est fait " référence ici est un hydrocyclone (cyclone à liquide) à structure en nylon ayant une configuration générale-30 ment conique avec un diamètre intérieur nominal de 76,2 mm au sommet et une hauteur d'environ 914,4 mm. L'appareil de nettoyage par centrifugation sert à séparer les fibres des matières en particules plus petites et plus denses de façon bien connue de l'homme de 35 métier familiarisé avec les techniques de séparation u 23 Λ mécaniques.

Ces résultats illustrent l'efficacité du procédé de désencrage à sec de la présente invention comme prétraitement suivi d'un nettoyage, en particu-5 lier en ce qui concerne la réduction des fins produits, telle qu'elle est mesurée par l'indice d'égouttage accru dans les deux échantillons. En outTe, la bril-> lance des deux échantillons lavés est légèrement amé- j liorée vis-à-vis du produit dësencré à sec.

| * 10 Bien que cette caractéristique ne soit pas illustrée, les fibres dêsencrées à sec peuvent ëgale-J ment être dêsencrées ultérieurement par voie humide par des moyens classiques bien connus de l'homme de métier spécialisé dans la technique du désencrage, i 15 Par exemple, les fibres dêsencrées à sec peuvent être j réduites en bouillie dans la solution de désencrage i décrite précédemment pendant un laps de temps suffi sant pour éliminer davantage d'encre, avant de les soumettre à un lavage et/ou à un nettoyage par centri-20 fugation.

En conséquence, on comprendra que l'invention trouve une application soit comme procédé de désencrage en soi, soit comme procédé utilisé en combinaison avec d'autres procédés de fabrication du papier. 25 En outre, l'invention offre de nombreux avantages qui • n'ont pu être obtenus par la technique antérieure.

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Claims (14)

1. Procédé en vue de désencrer une source de fibres secondaires renfermant de l'encre, ce procédé comprenant les étapes qui consistent à transformer mécaniquement en fibres cette source de fibres secon- 5 daires en vue d'obtenir des fibres pratiquement discrètes et des fins produits, cette transformation en * fibres ayant lieu lorsque la source de fibres secon daires est pratiquement séchée à l'air ou suffisamment ‘ sèche pour empêcher l'adhérence entre les fibres obte- 10 nues et les fins produits, puis séparer les fins produits de ces fibres, de telle sorte que ces dernières soient appropriées comme fibres secondaires.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la source de fibres secondaires con- 15 tient, au maximum, environ 201 en poids d'humidité.

3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la source de fibres secondaires est séchée à l’air.

4. -Procédé suivant la revendication 1, carac-20 térisé en ce que les fins produits sont séparés des fibres en faisant passer ces fins produits à travers un tamis dont les mailles sont suffisamment petites pour empêcher le passage des fibrès.

5. Procédé suivant la revendication 1, carac-25 térisé en ce que les fibres séparées sont réduites directement en bouillie dans de l’eau en vue de la fa- " brication d'un produit cellulosique.

6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres séparées sont acheminées 30 directement à un appareil de formation à l'air.

7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres séparées sont transformées en un voile pratiquement uniforme, puis mises en balles.

8. Procédé suivant la revendication 1, carac-35 térisé en ce que les fibres séparées sont nettoyées ê , 25 « dans une solution aqueuse.

9. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en·ce que les fibres séparées sont nettoyées dans un hydrocyclone.

10. Procédé suivant la revendication 6, carac térisé en ce que les fibres séparées sont nettoyées par un procédé de désencrage par voie humide.

» 11. Procédé suivant la revendication 1, carac térisé en ce que la source de fibres secondaires est “ 10 choisie parmi le groupe comprenant le papier d’impri mante d'ordinateur, le papier de photocopie, le carton couvert d’encre et duTci par la lumière ultraviolette, le carton laqué, les journaux, les boîtes à cigarettes et les revues périodiques.

12. Procédé en vue de désencrer une source de fibres secondaires renfermant de l’encre et comportant une colle superficielle, ce procédé comprenant les étapes qui consistent à transformer mécaniquement * en fibres cette source de fibres secondaires en vue 20 d’obtenir des fibres pratiquement discrètes et des fins produits comprenant l’encre et la colle, cette transformation en fibres ayant lieu lorsque la source de fibres secondaires est pratiquement séchée à l'air ou suffisamment sèche pour empêcher l'adhérence entre 25 les fibres obtenues et les fins produits, puis séparer » les fins produits de ces fibres, de telle sorte que ces dernières soient appropriées comme fibres secondaires.

13. Procédé de fabrication de papier à partir 30 d'une source de fibres secondaires renfermant de l'encre, ce procédé comprenant les étapes qui consistent à: a) transformer mécaniquement en fibres la source de fibres secondaires en vue d'obtenir des fibres pratiquement discrètes et des fins produits, cette trans-35 formation en fibres ayant lieu lorsque la source de /U * 26 V fibres secondaires est pratiquement séchée à l’air ou suffisamment sèche pour empêcher l'adhérence entre •les fibres obtenues et les fins produits; b) séparer les fins produits des fibres; 5 c) réduire les fibres en bouillie avec de l'eau pour former une pâte de fabrication de papier; d) déposer, par voie humide, cette pâte de fabri-* cation de papier en vue de former une nappe de fi bres; et « 10 e) sécher cette nappe.

14. Fibres secondaires pouvant être recyclées dans la fabrication d'un produit cellulosique et obtenues à partir d'une source de fibres secondaires renfermant de l'encre, cette source comprenant des fibres 15 discrètes obtenues par transformation mécanique de cette source en fibres lorsqu'elle est séchée à l'air ou suffisamment sèche pour empêcher l'adhérence entre les fibres obtenues et les fins produits, ces fibres étant obtenues séparément des fins produits, tandis que les fi·^ 20 bres discrètes sont dépourvues d'hydratation qui est caractéristique des fibres obtenues par recyclage par voie humide.