Brevet FR2034856A1 — publié le 19701218

La présente invention concerne un procédéfde prépara- tion d'une pulpe de bois destinée en particulier à la fabrica- tion de produits agglomérés par compression, du type dans lequel des copeaux de bois ou de la sciure de bois sont soumis à une hydratation ou à un traitement chimique. Les composants principaux du bois sont la cellulose, la lignine et l'hémiceTlulose dont les proportions varient suivant les différents types de bois. Du bois-de bouleau flotté de Finlande contient par exemple 40 % de cellulose, 20 % de lignine et 40 % d'hémicellulose. La cellulose sulfatée de bouleau de Finlande contient environ 65 % de cellulose, 3,5 % de lignine, 30 % d'hémicellulose et 0,5 % de matières extractives. On voit que, lors de la fabrication de la cellulose sulfatée, la plus grande partie de la lignine ainsi qu'une partie de l'hémicellulose contenues dans le bois sont retirées. Ceci est, en fait, très compréhensible parce que la cellulose est le plus souvent utilisée pour la fabrication du papier et la lignine est, pour cette utilisation, une matière peu avan tapeuse. Des fibres contenant de la lignine sont rigides, présentent des caractéristiques de liant et d'expansion pauvres et peuvent difficilement entre pilonnées. L'hémicellulose, par contre, est très avantageuse pour la fabrication du papier. Elle augmente les possibilités de pilonnage, absorbe facilement l'eau en produisant une expansion des fibres, forme une couche collante sur la surface extérieure des fibres ou de la nappe de papier ou de pulpe et produit ainsi une augmentation de la flexibilité et des possibilités de collage des surfaces extérieures des produits obtenus. Mais il existe des types de papier et de carton pour lesquels on ne recherche pas les propriétés normalement recherchées dans la fabrication du papier. Ceux-ci comprennent en outre des papiers et cartons destinés à entre imprégnés avec différents produits chimiques et des produits compressés ou agglomérés. En plus d'une porosité sensible et d'une importante capacité d' absorption, de tels produits agglomérés doivent présenter des caractéristiques thermoplastiques et une importante stabilité contre toute déformation.Pour la fabrication de tels produits on utilise normalement la cellulose ordinaire bien que cette utilisation soit peu efficace parce que la pulpe de cellulose ne présente pas les propriétés souhaitables pour une matière de base pour la fabrication de tels produits0 La présente invention a pour objet de concevoir un procédé de préparation d'une pulpe de bois qui est plus avantageuse pour la fabricatiôn des produits agglomérés cités ci-dessus et permet- ainsi d'obtenir-une pulpe ayant une bonne capacité d'absorption, qui est relativement rigide et présente des propriétés thermoplastiques. Le procédé selon l'invention consiste à contrôler ladite hydratation ou ledit traitement chimique d'une manière telle que la plus grande partie de l'hémicellulose contenue dans le bois soit éliminée et qu'une partie considérable de la lignine soit conservée, à défibrer le résidu de bois ainsi obtenu suivant un procédé connu- et à purifier le produit défibré avec de l'eau, de la chaleur, des produits alcalins, des agents de ramollissement, des solvants organiques et avec des décolorants organiques pour retirer les acides et les produits d'extraction contenus dans ledit produit défibré et ceci de manière qu'on conserve la lignine contenue dans ledit produit et qu'on évite toute modification de la composition et de la structure de ladite lignine. Etant donné que, suivant le procédé selon l'invention, l'hémicellulose est éliminée, l'expansion sous l'effet de l'hu- midité de la pulpe obtenue est supprimée e Gracie au fait que la lignine n'est pas retirée, la pulpe obtenue présente une importante capacité d'absorption, une bonne stabilité et des propriétés thermoplastiques.La pulpe préparée suivant le procédé selon l'invention est ainsi très avantageuse pour la fabrication de certains types de papier et de carton, de produits agglomérés et de produits de fibres rigides et absorbants0 Comme déjà dit ci-dessus, les copeaux de bois ou simi iaires sont d'abord soumis à un traitement servant à retirer la plus grande partie de l'hémicellulose. Ceci~est réalisé au moyen d'une hydrolyse ou d'autres réactions chimiques connues dans la technique de la fabrication de la cellulose. Suivant le procédé selon l'invention, l'hydrolyse est contrôlée de manière à éviter toute extraction dans les copeaux de bois. Ensuite, les copeaux bruts sont découpés en fibres.Pour cette opération, on peut également employer des procédés connus tels -que des procédés mécaniques ou la projection de la pulpe à partir d'un réacteur sous pression dans une chambre sous pression atmosphérique. Ces procédés peuvent entre utilisés séparément ou en combinaisonsO A partir de la pulpe ainsi obtenue, on retire les matières résiduaires produites lors de ladite réaction chimique, les acides et les matières extractibles résiduaires au moyen de produits alcalins, de chaleur, d'eau, d'agents de raffinage, de solvants organiques ou d'agents de blanchiment. Suivant la température et la durée de ladite phase de réaction chimique, l'efficacité du lavage, les agents de lavage et le procédé de lavage peuvent entre modifiés et combinés convenablement.A cette phase, la température ne doit pas dépasser 1000C pour éviter toute modification de la lignine contenue dans la pulpe. Grace au traitement avec des produits alcalins, la lignine devient moins absorbante et le produit final est ainsi plus stable et plus rigide. Si nécessaire, la pulpe peut entre soumise à un- traitement de blanchiment connu permettant la conservation de la lignine. Enfin, la pulpe est rendue acide pour obtenir une valeur pH convenable. Les traitements ultérieurs de la pulpe préparée suivant le procédé selon l'invention, par exemple son triage, son classement, son séchage et son défibrage à sec, et la fabrication du papier sont effectués suivant des procédés de la technique antérieure. Le tableau 1 annexé montre les caractéristiques d'une pulpe de bois préparée suivant le procédé selon l'invention à partir de copeaux de bois de bouleau soumis à un traitement d'hydratation à une pression de vapeur d'environ 8 Kgp/cm2 et à un traitement par chaleur ainsi qutà un traitement avec un produit alcalin. La durée du traitement a été d'environ une heure. La teneur de lignine de la pulpe obtenue a été d'environ 25 %, c'est-à-dire que la quasi totalité de lignine contenue dans le bois de bouleau a été conservée. La teneur de pentose de la pulpe a été d'environ 5 %. De l'étude du tableau 1, il.ressort clairement qu'avec une augmentation de la température de traitement, une augmentation de la consommation de produits chimiques et avec une diminution correspondante des impuretés dans la pulpe, les propriétés avantageuses de la pulpe obtenue, en particulier celles essentielles pour la fabrication de papiers telles que la résistance du papier résultant, augmentent dans de larges mesures. Lorsqu'on utilise, au lieu du NaOH, par exemple un mé- lange d'acétone et de méthanol, les impuretés du bois sont mieux dissoutes que dans l'exemple lo Les tableaux 2 et 3 annexés montrent des produits fabriqués à partir de pulpes préparées suivant le procédé selon l'invention en comparaison avec des produits fabriqués à partir de pulpes préparées suivant des procédés de la technique anté rieur Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, on peut y apporter de nombreuses modifications de détail, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. TABLEAU 1 - Température de Résistance à la Teneur de résidus NaOH utilisé Absorption à traitement rupture à 30 SR d'hydratation dans en % de la 20 SR pH en m la pulpe, en % pulpe en mm 20 C 1 200 - - 60 4.0 20 C 1 600 9 1.5 58 7.0 50 C 3 000 10 2.0 55 7.0 75 C 3 800 10.5 2.2 55 7.0 TABLEAU 2 Propriétés de quelques papiers fabriqués à partir de différents types de pulpe de bois et qui sont destinés à la fabrication de produits feuilletés. Papier fabriqué Papier fabriqué avec avec 50% de pulpe Papier équivalent 100 % de pulpe selon l'invention du commerce selon l'invention et 50% de cellulole sulfatée Densité, en g/cm3 0,620 0,606 0,660 Porosité, en secondes (suivant Gurley-Hill) 6.0 7.4 64.0 Absorption d'eau, en mm (suivant Klemm) a) dans le sens de l'avance de la nappe de pulpe 4 mn 29 27 17 10 mn 44 43 27 b) en direction transversale 4 mn 25 23 14 10 mn 37 35 21 Vitesse d'absorption de colle, en secondes (suivant Williams, TEA 200 cP) a) Surface de support 8.1 19.6 52.2 b) Surface supérieure 5.6 12.4 18.2 Expansion sous l'effet de l'humidité, en %, (33% à 75% R H) a) dans le sens de l'avance 0.12 0.12 0.21 b) en direction transversale 0.38 0.39 0.53 TABLEAU 3 Stabilité de panneaux feuilletés fabriqués par compression à partir de papiers imprégnés avec une résine phénolique. Papier fabriqué Papier fabriqué avec avec 50% de pulpe Papier équivalent 100 % de pulpe selon l'invention selon l'invention et 50% de cellulose du commerce sulfatée Essai d'ébullition 2 heures augmentation de poids en % 6.1 7.4 9.5 augmentation de l'épaisseur en % 4.8 8.1 9.7 Absorption d'eau 24 heures à 20 C augmentation de poids en % 3.5 6.0 9.2 augmentation de l'épaisseur en % 2.6 4.7 6.3 R E V E N D I C A T I O N S 10 - Procédé de préparation d'une pulpe de bois destinée en particulier à la fabrication de produits agglomérés par compression, du type dans lequel des copeaux de bois ou de la sciure de bois sont soumis à une hydratation ou à un traitement chimique, caractérisé en ce quiil consiste à contrôler ladite hydratation ou ledit traitement chimique d'une manière telle que la plus grande partie de l'hémicellulose contenue dans le bois soit éliminée et qu'une partie considérable de la lignine soit conservée, à défibrer le résidu de bois ainsi obtenu suivant un procédé connu et à purifier le produit défibré avec de l'eau, de la chaleur, des produits alcalins, des agents de ramollissement, des solvants organiques et avec des décolorants organiques pour retirer les acides et les produits d'extraction contenus dans ledit produit défibré et ceci de manière qu'on conserve la lignine contenue dans ledit produit et qu'on évite toute modification de la composition et de la structure de ladite lignine 20 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à laver ou purifier ledit produit défibré i une température au-dessous de 100 Oc*