Brevet FR2478153A1 — publié le 19810918

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". 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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). 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. 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. 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. I1 va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit. REVENDICATIONS l.Procédé pour améliorer la capacité d'absorption d'une pâte au cours de la fabrication continue d'une pâte thermomécanique à partir de copeaux dans un raffineur dans une atmosphère de vapeur d'eau maintenue à une température comprise entre lOO0C et 16O0C, procédé caractérisé en ce qu'on imprègne les copeaux d'eau ou d'une solution aqueuse contenant une ou plusieurs substance minérale et un ou plusieurs agents organiques de chélation, individuellement ou en mélange, l'eau ou la solution ayant un pH initial compris entre 6 et 9 et étant utilisée en des quantités telles que le pH de la pâte finale se situe entre 4,5 et 7, et en ce qu'on introduit une ou plusieurs substances tensio-actives, individuellement ou en mélange, dans la matière des copeaux lorsque celle-ci a été admise dans la zone de broyage du raffineur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les substances tensio-actives peuvent être non ioniques ou anioniques et elles sont ajoutées en une quantité équivalant à 0,1-1 de l'extrait sec des copeaux. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la solution aqueuse servant à l'imprégnation des copeaux contient des substances minérales comme des sulfites, carbonates, silicates et autres substances hydrosolubles. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 -à 3, caractérisé en ce que de l'oxygène moléculaire est admis dans la chambre à vapeur d'eau du raffineur. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les substances tensio-actives sont introduites dans la zone de broyage d'un raffineur à disques.