"Procedé de fabrication d ~Ine pate de fibres ceLl~llosique pour utilisatlon non pâpetière"
L'Lnvention a pour objet un procédé et une installation de fabrication d'une pate de fibres cellulosique utilisabLe spécialement dans des domaines non papetiers sans autre trait~ment qu'un assèch~ment.
On connait depuis longtemps un certain nombre de procedés de fabrica-tion de pate callulosique, nota~ment à partir de copeaux de bois ~ qui con-sist~nt, par divers moyensS à désagré~er las copeaux pour en isoler les fi-bres. Ces procédés ont été mis au point spécial~ment pour la fabrication de pâte à papier.
Pour ob~enir l'isolement des fibres~ on peut désagréger les copeaux par voie purement mécanique au moyen de meules, par exemple. On obtient alors les p~at&s dites mécaniques. Cependant, iL peut être intéressant d~es-sayer d'él~miner la llgnine qui assure l'adhérence des fibres entre elles aux moyens de réactifs chimiques. Dans ce cas~ les copeaux subissent une cuis-son pendant un temps assez long dans des appareils appeles digesteurs permet-~ant au reactif d'attaquer la lignine qui se dissout dans la phase liquideSi le traitement chimique es~ assez pousse pour obtenir l'isolement compLee des fibres, on obtient les p~tes di.es chimiques qui sont désint-égrées faci-lement, par e~emple par soufflage à l'air comprimé.
Cependant, on peut également combiner le traitement mécanique et le trai-teatent chimique. On obtient alors les pâtes mi~c~imiques qui font appel, dansun pr~ier stade, à un réac~if ch~mique attaquant la lignine puis, dans un second stade, à une énergie mécanique, geaéralement dans des appareils appe-lés défibreurs à disques.
On peut égalemen~ ramoLir les copeaux avant le trait~ment mécanique par 25` action d'un réactif c~imique ou de vapeur d~eau à haute température et l'on obtient les pâtes dites mécano-chimiques et ~henmo-mécani4ues.
Dans tous les cas, la p~te obten~ à la fin du traitement de défibrage se présente sous la fonme d'une suspension très diluée qui doit 8tre lavée, blan-chie puis essorée.
La Société déposante à mis au point depuis quelques années un nouveau procédé et une nouvelle machine de défibrage des copeaux de bois. Cette machi-ne décrite9en par~iclllier dans le brevet fran~ais n 2.319.737 comprend au moi.ns deux vis à file~s identiques en~renant l'u~e dans l'autre a~ entrainées en rotation à l'intérieur d'un fourreau ~uni d'un orifice amont d'entrée des copeau~ et d'un orifice aval de soxtie de la matière defibrée ; les filats des vis ont des pas varies qui determinent une successiotl de zones de traita-ment co~prenant chactme une section à pas direct dans laquelle la matiere est e~trai~ee vers l'aval et une section à oas inversé qtll freina l'a~ancement de la matlère et par conséquent détermine ~ne montee en pression. Dans cet-te section à pas inversés, les filee~ sont cependant nunis de fen~tres penmettant le passage vers l'aval d'lme certaine quantité de ma~ière. Se-lon l'inven~ion précédenre, les largeurs des fenêtres sont réglées de fa~çon à maintenir en amon~ la matière insuffisam~ent défibrée et à laisser passer ve~ ]'aval la matière ayant al:teint le degré de défibrage souhaité, la plus ~rande par~ie du travail de défibrage étant obtenuepar une combi-naison cl'effets de c~mpression et de cisaillemen~ dans les zones comprimées, en par~iculier grâce au fait que, dans ces zones, la mati~re es~ entrainée autour des filets en passant d'une vis à l'autre. On peut ainsi réaliser progressiv~ment le défibrage des copeaux en d;~ nt la lar~eur des fenê-tres dlune zone de freinaga à la suivante. Général~nent, un défibrage cor-rect est obtenu par p~ssage dans trois ou quatre sectio~s à pas inversé.
D'autre part, un a~antage important réside dans le fait qu'il est possible de réaliser à l'in~érieur de la même machine le bl~n~h;m~t de la pâ~e au cours du défibrage des cope~ux ainsi que le lavage et u~ essora~e jusqu'à un degré de siccité dlau moins 35 %. A cet effet, 12 fourreau en-touran~ les vis est muni de zones filtrantes dans les parties précédents les sections à pas Inversé. On constate en effet que la phase liquide qui e~t exprimée dàns les zonas de compression peut remonter vers l'amont dans les zones moins comprimées en passant entre la phériphérie des filets et la paroi in~erne du fourreau ~usqu'aux æones filtrantes où elle est évacuée.
La p~te ainsi produite contient un certain no~bre d'Lmpuretés et no-t~ent des noeudsJ des amas de fibres et des petits morceaux insuffis~m~nt défibrés appelés buchettes. C'est pourquoi la p~te passe également dans un désintégrateur qui efectue un défibrage final puis dans divers appareils de triag~.
Par ailleurs3 la p~te brute est constituée de fibres normalement trop ~rossières pour etre utilisable directement pour la f~brication de papier doit donc subir un trait~ment di~ de raffinage dans une pile raffi-neuse ou un raffineur. Au cours de ce traitement, e~ ~o~amment sous l'action de l}eau~ on ob~ient un effet dit de fibrillation qui fa~orise l'adherence des fibres entre elles au cours de la fabrication du papier.
Tou~es ces OpératiQns qui vi~nnent d'~etre décrites succint~nen~ ont été ~ises au pOillt spécialement pour la fabrication du papier. Or les p~tes de fibres cellulosique peuvent avoir d'autres utilisations. En particulier, outre les utilisations chimiques de la cellulose alnsi produite, le~ p~te~
de fibres réalisées par voie pape~ière s~rvent de ma~iere pr~mi~re pour la fabrlcation de produits absorbant du ~enxe ouate de cellulose ou de produLts moulés dans lQsquels les fibres isoLés par le traitement de défibra8e sont mélangés avec un liant thexmo-dul-cis;able.
Dans ces applications non papetlères, il es~ nécessaire également dlélLminer les i~puretés, les amas de fibres et les buchettes. D'autre part~
il fau~ généralement éliminer aussi La plus grande partie de la résine en paxticulier pour l'obtention de produits absorbants ou pour éviter le col-matage des installations d'élimination ultérieure de l'eau.
Dans ce but, on a utilisé jusqu'à présent les méthodes connues pour la fabrication de la pâte à papier bien que dans ces au~res applicationsg la pate de fibres ne doi~ent pas nécessairement avoir les mêmes propriétés~
En particulier~ si~ pour obtsnir le défibrage total de la pate, on la fait passer dans des ~ppareils analogues aux raffineurs classiques, on obtient un effet de fibrillation qui n'est pas nécessaxre e~ peut m~e être g8nant car il di~inue la vitesse de déshydratation~
Pa~ ailleurs, le triage et le raffinage s'effectuent en suspension très diluée, ce qui n'a pas d'inconvénient dans la fabrication du papier qui nécessite de tou~e fa~on l'ali~entation des machines par une suspension très diluée pour obtenir une bonne répartition des fibres. En revanche, dans les applic~tions non papetières, il est intéressant de diminuer autant que possible la ~eneur de La pâte en liquide dont l'élimination nécessiee une grande dépense d'énergie.
L'invention a pour objet un nou~eau procédé pelmettant d'effectuer le défibrage final de la p~te par des moyens mieux adaptés à la réalisation de p~te de fibres à utilisation non pape~ière et qui, en outre, nécessite un équipement plus simple et beaucoup moins encQmbrant et une dépense d'é-nergie bien moindre.
Par ailleu~s, alors que les installa~ions de fabrication de p~te à
papier ne sont/que pour des productions t~ès importantes, le nouveau pro-cédé selon l'in~ention permet de s'adap~er de fa~on beaucoup plus soupleà des productions d'importance moyenne.
Conformément à l'invention, le trai~ement de défibrage étant effec-tué dans une machine à vis de type connu, après avoir obtenu le degré de défibrage so-~haité par passage dans les pr~mières zones de traitemant, on élimine complètement les buchettes et a~a de fibres par passage de la ~a~
tière dans au moins deux zones supplémen~aires de trai~ement, jusqu'a obt.ention d'une pâte h~mogène conseituee uniquement de fibres isol~snra-yant pas subi de fibrillation.
On a déjà lndiqué plus haut que, dans une machine à vis du type de-crit dans 1~ bre~et français 2.319.737, le eraltement de defibra8e est ~f-fectué progressivement par passage dans plusieurs zones de traitement cons-tituées chacune d'une section d'entrainement à pas direct suivie d'une sec-tiOII de frelnage munle de filets à pas inversé dans lesquels sont ménagées des fenêtres dont la largeur permet de contr81ar le passage vers l'aval de la m~tiare ayan~ atteint le te8ré de défibrage souhaité. Si l'on part de copeaux de bQis, on peut atteindre le degré de défibrage d'une pâte normale pax passage dans trois ou qua~re zones de traitement. D'autre part, selon une caractéristique très intéressante de cette machine, les copeaux de bois peuvent a~re alimentés à l'orifice amont de la machine avec une très faible quanti~é d'eau et, en particulier, lorsque les copeaux sont imbibés d'eau avant le défibrage~ cc~me c'est le cas habituellement, la quantité de phase liquide qu'ils contiennent est généralement suffisan~e, la matière pouvant être entrainée d'une zone de traitement à l'autre et défibrée dans de bonnes conditions jusqu'à un degré de siccité de 55 %.
C~mme dans les autres procédés de defibrage mécaniques~ la pâte ainsi réa-lisée contient une certaine quantité d'an~s de fibres et de buchettes insuf-fisamment défibrées, or on ne peut poursui~re le traitement de défibrage en ~i~;nll~nt encore la largeur des fenêtres car, dans ce cas, on diminuerait la qualité de la pate par un raccourcissement excessif des fibres. C'est pourquoi, lorsque la pâte de fibres réalisée est destinée à la fabrication de papier, on Lui fait subir une opéra.ion de raffinage par des moyens clas-siques.
Or on a constaté que si l'on fait passer la pâte défibree dans un cer~ain nombre de zone~ de traitement suppl~mentaires san~ changer la larg~ur des fenAetres des sections de freinage à pas inversé, on parvient à éliminer com-plète~ent les buGhettes sans diminuer de fac,on excessive la longueur des fi-bres. Cet effet surprenant peut s'expliquer p~r le fait que la longueux des fibres dépend essentlellement de la largeur des fenêtres et par conséquent n'es~ pas beaucoup modifiée si l'on ne diminue pas cette largeur dans les zones suivantes, et qu'en revanche, si l'on fait passer la pace défibrée dans au moins deu~ zoIles de ~raitement supplementaires, grace au degré de siccité relativemen~ élevé, les sections à pas inversés continuent à déter-miner une montée en pression de la matière et par consequent de soumettre les buchettes à un travail de cisaillemen~ et de torsion sous pression qui permet de les éliminer complètement et d'obtenir à la sor~ie de la machine une pâte homogène constituée uniquement te fibres isolées.
Certes, ce passage dans des zones supplémen~aires de traitement ne r~m-place pas le raffinage car on n'obtien~ pas l'effet de Eibrillation recherche pour les p~tes à papler mais, précis~ent, dans les apylications non pape-~ières, la EibriLlation n'est pas nécessalre et peut même, parfois, ~etre néfaste. En revanche, il est particulièrement intéressant d'obtenir en con-tinu une p~te de fibres dépourvue de buchettes et relative~ent sèche à la S sortie d'une ~achine unique pe-l enc~lbrante alimentée en copeaux de bois.
Mais, ce type de machine présente égaLement l'avantage t~ès intéressant de réaliser é~alement, en cas de besoin, l'élimination de la plus grande partie de la résine contenue dans le bois. Cette éliminaeion de la résine est par~iculièrement utile pour l'ob~ention de matières absorbantes du gen-re o~ate de cellulose. Jusqu'a présent, ce type de produit était réaliséà partir d'une p~te chimique pour laquelle la cuisson avait été efecu-Lée_ avec des réactifs choisis de façon à effectuer l'élimination de La résine en m&me temps que celle de la lignine. La voie chimique donnalt en outre l'avantage de fournir une pâte très fi~e dépourvue de buchettes. Cependant, la p~te chimique est onéreuse et on avai~ égalemen~ cherché à réaliser des matières absor'~antes à partir d'une p~te thermo-mécanique ou mécano-chimi-que. Dans ce cas, la résine doit ~etre éliminée par un réactif, généralement avant le traitement de défibrage. Cependant, de telles pâtes contiennent une certaine quantité de buchettes qui ne conviennent pas aux ut~lisations habi- _tuelles de la ouate de cellulose et qui, comme on l'a dit plus haut, doivent ~tre éliminees par les moyens connus dans l'industrie pape~ière.
Or on a constaté que, lorsque le traitement de dé~ibrage est effectué
dans une machine à plusieurs vis, si l'on utilise comme matière première des copeaux de bois résineux dont ll~ge par rappor~ à l'époque de la coupe est choisi de fa~on que la résine se décolle des canaux qui la contienne, on peut effectuer l'élimination de la plus grande partie de la résine par voie mécanique en m~me temps que le défibra8e dans les deux premières zones de trai~ement.
En pratique~ on doit traiter des copeaux de bois ayant un ~ge inférieur à trois jours ou bien dtenviron six/ou plus~ En effet, dans le pre~ier cas, la résine n'es~ pas encore deven~etrès visqueuse et peut s'~chapper des ca-naux et, da~s le second cas9 la résine est devenue au contraire dure et peut se décoller de la paxoi des canaux.
Ainsi, le passage dans les zones de compression, c'est-à-dire à la fin des sections d'entrainement et dans les seceions de reinage per~et d'ex-primer la résine qui S& dissout dans La phase liquide exprimée en m~e~e temps et peut ~etre évacuée avec elle par les orifices de fil~ration m&nages en amont des zones c~mprimées.
Alors que, no~malement~ 1 t expulsion de la résine par compression davrait v~
nécessi~er une pression de l'ordre de 500 bars, on cons~a~e que, dans une machine à plusieurs vis, le mêms résultat est obtenu avec une pression ~50 à 2CO bars seulement~ En effet, le traitement mécanique de défibrage auquel sont soumis les copeaux dans les zoneC; comprimées per~et, par l'effet com-bine de cisaillement, de compression e~ de pression que l'on obtient, de décoller la résine des canaux en petit:es particules qui se mélangent à la phase liquide et s'évacuent avec elles.
Cet effet mécanique est amplifié si l'on introduit dans le fourreau un réactif favorisant le décollement de la résinQ.
Or on a constaté que l'introduction d'un réac~if de blanchiment tel qu'un mélange d'eau oxygénée et de peroxyde de sodium, sans agent séquestrant ac-tivait l'Plim;n~tion de la résine~ On notera que le réactif de blan~him~n~
est, dans ce cas, introdui~ dès la première zone de traitemen~ au dé~ut du défibrage, ce qui lui perme~ d'imprégner les copeaux dans la première æone d'entrainement avec la première montée en pression~ On introduit cependant également le réactif de bl~n~h;~e~t dans la seconde zone de traitement où
l'on continue l'élimination de la résine et où la p~ate est en meme temps blanchie~
Il est intéressant é~alement de m~nir d'orifices de filtra~ion les deux ZO premières zones de traitementO De la sorte, on réalise dans la première 20ne une concentration de la p~te en élim;n~n~ une partie de la phase liquide avec la ré ine et, dans la seconde zone, on peut injecter un liqulde de lavage qui acti~e l~élimi~tion des ~mpuretés. Cependant~ on laisse passer ~ers ltaval une certaine quantité de réactif de bl~n~h;mPnt qui permet de terminer ce-lul-ci dans les zones de traitement suivantes de facon à obtenir à la sortie de la machine une p~te défibrée, raffinée et bla~chie, ce qui est particuliè-rement intéressant lorsque l'on réalise de la ouate de cellulose.
D'autres réactis chimiques peuvent eoalement ~tre utilisés pour favoriser l'PI~ tion de la résine. GQest ainsi que, pa~ exemple, on a constaté qu'il était intéressan~ de faire subir aux copeau~ un pré-trai~ement de sulfonation avant le traitement de défibrage. On peut par exemple effectuer un traitement court avec un mono~3ulfite ou bi~ sul~ite. Les copeaux ayant subit cette sul-fonation préalable sont introduits dans la pr~mière zone d& traitement de la mschine où l'on injecte également un liquide de lavage. On peut ainSi effec-tuer un rin~age dans la première zone d'entrainement puis, après la première étape de défibrage efectuée dans la première section de freinage, un bIan-chimentdans la seconde zone de traitement ec éventuellement dans les zones suivantes. Avant la sortie de la machine, un rin~age final peut ~tre effec-tué dans la dernière zone de traitement.
Chaque section à pas inversé, par La compression de la maclère qu'elle provoque, de~ermine la formation d'un bouchon continu étanche même à des gaz. C'est pourquoi l'on peut également utiliser, un solvant volatil pour actlver l'ëlimination de la réslne.
L'obtention à la sortie de la machLne d'un p~oduit relativement sec est particulièrement avantageuse dans le cas des applications non papetières p~ur lesquelles le sachage sur toile filtrante n'est pas adapté.
En effet, généralement, on préfère utiliser ccmm8 matière première une p~e de fibres assechée dans des filt~es presses et se présentant par con-séquent sous la forme de plaques. Les fibres sont détachées de ces plaques - par ~-oie mécanique et forment une bourre qui est ensuite cardée. Les parties non défibrées doivent etre éliminées par un triage à sec, ce qui diminue le rendement global Grâce au procédé selon l'invention au contraire~ on ob-~ient une p~te déjà raffinée et déja essorée qui ne nécessite qu'un séchage complémentaire, par exemple, par air chaud pour l'obtention d'une bourre sè-che pou~ant être cardée de fa~on classique mais ne contenant pas de parties non défibrées.
Dans le cas où la pate de fibres est mélangée à un liant pour la réalisa-tion d'objets moulés, il est possible d'u~iliser directement la pate sor~ant de la machine avec le degré de siccité de 35 % aù moins et dreffectuer le eécha~e final par pression dans un moule à paroi ~ rante. En effectuant le raffinage sans effet de fibrillation, on diminue le risque de co~matage des parGis filtrantes e~ l'on aùgmente la vitesse de déshydratation. D'autre part, l'élimination de la résine et de l!eau favorise le mélange des fi-bres avec le liant.
Sur les fig~res, on a représenté schématiquement et à ti~re d'exemple une machine pour la realisation du procédé. La figure 1 est une vue en coupe lon-gitudinale par l'axe dtuu~ vis, la figure 2 étant une vue en coupe transver-sale selon II,II de la ~igure 1.
La machi~e c~mprend deux vis I et 2 à axes parallèles et munies de filets identiques qui pénètrent l'un dans l'autre. Un fourreau 3 qui enveloppe les deux vis esc muni à une extrémité d'un orifice d~alimentation 31 et à l'autre extr~mité d'un orifice d'évacuation 32. Les deux vis sont entrainées en ro-tation dans le sens permee~antS selon le pas des filets, d'entrainer la ma-tière introduite par ltorifice 31 jusqu'à l'orifice de sortie 32.
Les filets des vis ont des pas variés qui dé~eDminent des zones de trai-tement successi~es~ respectivement I, II, III ... etc. Dans l'e~emple repre-senté, La machine comprend si~ zones de traitemen~ suivies d'une zone VII
d'évacua~ion de la ma~ière traitée vers l'oriEice de sortie 32.
~a~ ~u~
Chaque æone de traitement cGmprend une zone A don~ le pas détermine, en fonction du sens de rotation de la vis, l'entrainemen~ vers l'aval de la ma-tiare et une zone B dont le oas est inversé de façon à déterminer un freina-ge de la ma~iè.re et par consequent une c~mpression à la fin de la zone A et dans la æone B.
C~mme représen~é sur la figure 2, Les filets 11 et 21 des vis dans la zone B sont munis d'ouvertures 12, 22 formant des fenetres qui s'étendent depuis l'arbre dela vis jusqu'à la périphei-ie du filet~ La largeur des fenê-tres diminue lorsque l'on va vers l'aval. C'est ainsi que, par exemple, si l'on traite une pâte ayant subi un pré~tIaitement d'imprégnation par un réac~
tif, pour le ramolissement des copeau~, les fenêtres peu~ent avoir une lar-geur comprise entre 15 et 20 mm dans la pre~ière sec~ion de freinage et de 4 à ~ mm à la sortie ds la dernière zone de défibrage, c'es~-à-dire la zone III ou IV. Cette largeur est conservée dans les sections de freinage des zones s~i~antes V et VI~
D'autre par~, des orifices 33, placés généralement, juste en avant des sections de freinage Bl, B2~ etc...9 c'est-à-dire dans Les zones c~m,orLméeS~
permettent d'injecter sous presslon divers réactlfs et, da~s les deux premiè-res zones de traitement I et II des parties filtrantes 34 sont ménagées dans le fourreau en amQnt des zones comprimées.
Ainsi, on a pu traiter dans une telle machine des copeaux de bois résineux de plus de six mois ayant subi un pré-traitement de sulfonation avant leur introduction dans la machine. Par l'orifice 33, on a introduit un liquide de lavage de facon à effectuer un rincage dans la zone Al, le liquide usé étant évacué par la partie filtranta 34. Par l'orifice 35 de la zone II sn a intro-duit un réac~if de bl~n~hlm~nt, par exemple un melange d'eau oxygénée et de soude, dans une propor~ion de l'ordre de 2 ~/0 du poids de matière sèche. Un deu~ième essorage est effec~ué dans une partie filtrant~ du fourreau, jusqu'à
un degre de siccité de 35 %, qui se maintient ensuite jusqu'à la sortie de la 3~ machine.
A la sortie de la deu~ième zone de trait~ment, on a~ait évacué par des par-ties filtrantes la plus grande partie de la résine puisqu'il n'en restaie plus que 0,7 % du poids de matière sèche. La p~te obtenue à la sort~ie de la machine était complètementdéfib~ée et contenait environ 35 ~Z de flbres longues passant au t~mis de 18 MESH et 35 ~/~ de fibres courtes passan~ au tamis de 48 ~SH.
Gr~ce à l'él~mination de la résine, ceete pâte était par~iculièr~ment adaptee à la fabrication d'une mati~re absorbante puisque son coefficient d'absorp-tion défini selon les nonmes en vigueur n'était que de 10.
Bie~ entendu, l'inventio~ ne se Limi~e pas seulemen~ à ce mode de realisa-tion décrit seule~ent à tiere d'exemple, nl aux seules applications qui ont été citées. C~est airlsi que les p~tes de fibres ainsi réalisées pourraient également servir de ~atière premièrQ pour des produits non tissés. "Manufacturing process of a fiber paste cell ~ llosique for non-pulp use "
The object of the invention is a manufacturing process and installation a cellulose fiber paste that can be used especially in fields not papermakers without any other trait ~ ment than a drying.
A number of manufacturing processes have been known for a long time.
tion of callulosic paste, nota ~ ment from wood chips ~ which sist ~ nt, by various meansS to disagree ~ er las chips to isolate the fi-bres. These processes have been specially developed for the manufacture of pulp paper.
To ob ~ enir the isolation of fibers ~ we can disaggregate the chips purely mechanically by means of grinding wheels, for example. We obtain then the so-called mechanical p ~ at & s. However, iL can be interesting to ~
sayer ~ to undermine the llgnine which ensures the adhesion of the fibers between them using chemical reagents. In this case ~ the chips are cooked its for quite a long time in devices called digesters allow ~ ant to the reagent to attack the lignin which dissolves in the liquid phase If the chemical treatment is ~ strong enough to obtain complete isolation fibers, we get the p ~ your chemical di.es which are disintegrated faci-Lement, by e ~ ample by blowing with compressed air.
However, mechanical treatment and treatment can also be combined.
chemical teatent. We then obtain mi ~ c ~ imiques pasta which calls, dansun pr ~ ier stage, a reac ~ if ch ~ mique attacking lignin then, in a second stage, with mechanical energy, generally in devices called the disc shredders.
We can also ~ soften the chips before the ~ mechanical stroke by 25` action of a chemical reagent or steam at high temperature and one obtains the so-called mechanical-chemical and ~ henmo-mechani4ues pastes.
In all cases, the p ~ te obtained ~ at the end of the defibration treatment is present under the form of a very dilute suspension which must be washed, white shit then wrung out.
The Depositing Company has developed a new product in recent years process and a new wood chip defibration machine. This machi-not described9en by ~ iclllier in the French patent ~ ais 2,319,737 includes moi.ns two identical line screws ~ s by rening the u ~ e in the other a ~ driven rotating inside a sleeve ~ united with an upstream inlet orifice chip ~ and a downstream orifice of soxtie of the defibrated material; the filats screws have varying pitches which determine a succession of treatment zones ment co ~ taking chactme a section with direct step in which the matter is e ~ trai ~ ee downstream and a section with inverted oas qtll braked the ~ ancement of the matlère and therefore determines ~ does not rise in pressure. In this-you section with not reversed, the file ~ are however provided with windows ~ very permitting passage downstream of certain quantity of my ~ ière. Se-lon inven ~ ion precedenre, the widths of the windows are adjusted in a way to maintain amon ~ the insufficient material ~ ent fiber and to leave pass ve ~] 'downstream the material having al: dyes the desired degree of defibration, the most ~ wide by ~ ie of the defibration work being obtained by a combination naison cl'effects c ~ mpression and shear ~ in compressed areas, in par ~ iculier thanks to the fact that, in these areas, the mati ~ re es ~ entrainée around the threads passing from one screw to another. We can thus realize ~ progressively defibering the chips in d ~ ~ nt the lar ~ eur of fenê-very from one brake area to the next. General ~ nent, defibration cor-rect is obtained by p ~ ssage in three or four sectio ~ s not reversed.
On the other hand, an important advantage lies in the fact that it is possible to carry out in the interior of the same machine the bl ~ n ~ h; m ~ t of the p ~ e during defibration of cope ~ ux as well as washing and u ~ essora ~ e up to at least 35% dryness. For this purpose, 12 sheaths in-touran ~ the screws is provided with filtering zones in the previous parts inverted sections. It can be seen that the liquid phase which e ~ t expressed in compression zones can go upstream in the less compressed areas passing between the periphery of the nets and the wall in ~ erne of the sheath ~ usqu'aux filtering æones where it is discharged.
The p ~ te thus produced contains a certain number of impurities and no t ~ ent knotsJ clumps of fiber and small pieces insufficient ~ m ~ nt defibrated called buchettes. This is why the p ~ te also passes in a disintegrator which performs final defibration then in various devices of triag ~.
Furthermore, the raw p ~ consists of fibers normally too ~ rossières to be usable directly for the f ~ brication of paper must therefore undergo a refining process in a refined pile.
neuse or a refiner. During this treatment, e ~ ~ o ~ amment under the action of water ~ we obtain a so-called fibrillation effect which fa ~ orise adhesion fibers together during papermaking.
Tou ~ es these OpératiQns which vi ~ nn to be described succint ~ nen ~ have been ~ ises with pOillt specially for papermaking. Now the pasta cellulosic fibers may have other uses. In particular, in addition to the chemical uses of the alnsi cellulose produced, the ~ p ~ te ~
of fibers made by pope ~ s s ~ rvent of my ~ iere pr ~ mi ~ re for the manufacture of absorbent products from ~ cellulose wadding or products molded in which the fibers isolated by the defibra8e treatment are mixed with a thexmo-dul-cis; binder.
In these non papeter applications, it is ~ necessary also dlélLminer i ~ purities, clumps of fibers and buchettes. On the other hand ~
it should ~ generally also remove most of the resin in especially for obtaining absorbent products or to avoid sticking matting of subsequent water disposal facilities.
To this end, the methods known for making pulp although in these at ~ res applicationsg the fiber pulp does not necessarily have the same properties ~
In particular ~ if ~ to obtain the total defibration of the dough, we do it pass through ~ devices similar to conventional refiners, we get a fibrillation effect which is not necessary e ~ can m ~ e be g8nant as it di ~ inue the rate of dehydration ~
Pa ~ elsewhere, sorting and refining are carried out in suspension very diluted, which has no disadvantage in papermaking which requires tou ~ e fa ~ on the ali ~ entation of the machines by a suspension very diluted to obtain a good distribution of fibers. On the other hand, in non-paper applications, it is interesting to reduce as much as possible the ~ eneur of the paste in liquid whose elimination necessiee a great expenditure of energy.
The subject of the invention is a new water process for carrying out final defibration of the p ~ te by means better suited to the realization of p ~ te of fibers for non-pope use and which, moreover, requires simpler and much less bulky equipment and an expense of much less energy.
By the way ~ s, while the installa ~ ion manufacturing p ~ te to paper are / only for very important productions, the new pro-assigned according to in ~ ention allows to adapt ~ er fa ~ on much more flexible to productions of medium importance.
In accordance with the invention, the defibration trai ~ ing being effected killed in a known type screw machine, after obtaining the degree of defibration so- ~ hated by passing through the first ~ treatment areas, we completely eliminates the buchettes and a ~ a of fibers by passing from the ~ a ~
in at least two additional areas ~ processing areas, up to obtaining a h ~ homogeneous paste recommended only from insulated fibers ~ snra-not undergoing fibrillation.
We have already indicated above that, in a screw machine of the type of-written in 1 ~ bre ~ and French 2,319,737, the eraltement of defibra8e is ~ f-carried out gradually by passing through several treatment zones each with a direct step training section followed by a sec-tiOII frelnage provided with inverted threads in which are provided windows whose width allows to control the passage downstream of the m ~ tyan ayan ~ reaches the desired defibration te8ré. If we start from bQis chips, we can reach the degree of defibration of a normal pulp pax passage in three or four re treatment areas. On the other hand, according to a very interesting feature of this machine, the wood chips can a ~ re fed to the upstream port of the machine with a very low ~ water and, in particular, when the chips are soaked in water before defibration ~ cc ~ me this is usually the case, the amount of phase liquid they contain is generally sufficient, the material being able be trained from one treatment area to another and defibrated in good conditions up to 55% dryness.
C ~ same in other mechanical defibration processes ~ the paste thus edged contains a certain amount of year ~ s of fiber and insuf-substantially defibrated, but we can not continue ~ re the defibration treatment in ~ i ~; nll ~ nt again the width of the windows because, in this case, we would decrease the quality of the dough by an excessive shortening of the fibers. This is why, when the fiber pulp produced is intended for manufacturing paper, it is subjected to a refining operation by conventional means sics.
But we found that if we pass the defibrated dough in a cer ~ ain number of additional treatment zones without changing the width of the windows of the braking sections with reverse pitch, we manage to eliminate plete ~ ent buGhettes without decreasing fac, excessive length of the fi-bres. This surprising effect can be explained by the fact that the long fibers essentially depend on the width of the windows and therefore are not much modified if this width is not reduced in the following zones, and on the other hand, if we pass the defibrated pace in at least two additional treatment areas, thanks to the degree of relatively high dryness, the sections with inverted steps continue to determine undermine a rise in pressure of the material and consequently to subject the buchettes to a work of shearing and torsion under pressure which allows to eliminate them completely and to get out of the machine a homogeneous paste made up only of isolated fibers.
Admittedly, this passage in additional zones ~ treatment areas does not r ~ m-do not place the refining because we do not get the effect of Eibrillation research for the pa ~ tes to papler but, precise ~ ent, in non-pope apylications-~ ières, EibriLlation is not necessary and can even, sometimes, be harmful. On the other hand, it is particularly interesting to obtain in con-tinu a p ~ te of fibers devoid of buchettes and relative ~ ent dry to S outlet of a ~ single machine pe-l enc ~ lbrante supplied with wood chips.
But, this type of machine also has the advantage t ~ very interesting to also carry out, if necessary, the elimination of the greatest part of the resin contained in the wood. This elimination of the resin is par ~ iculalement useful for ob ~ ention of absorbent materials of gen-re o ~ ate of cellulose. Until now, this type of product was made from a chemical p ~ te for which the cooking had been efecu-Lée_ with reagents chosen to effect removal of the resin at the same time as that of lignin. The chemical route also gives the advantage of providing a very fi ~ e dough without sprigs. However, chemical p ~ te is expensive and we had ~ also ~ sought to achieve absorbent materials ~ antes from a thermo-mechanical or mechanical-chemical p than. In this case, the resin must be removed by a reagent, generally before defibration treatment. However, such pasta contains a a certain quantity of sprigs which are not suitable for the usual uses of cellulose wadding and which, as mentioned above, must ~ be eliminated by means known in the pope industry.
However, it has been found that, when the processing of de-ibrage is carried out in a machine with several screws, if we use as raw material coniferous wood chips which ll ~ ge by rappor ~ at the time of cutting is chosen so that the resin peels off from the channels that contain it, we can remove most of the resin by mechanical at the same time as the defibra8e in the first two zones of treatment.
In practice ~ wood chips with a lower age should be treated at three days or about six / or more ~ Indeed, in the first case, the resin is not yet become very viscous and can escape from the ca nals and, da ~ s the second case9 the resin has become hard and can take off from the paxoi of the canals.
Thus, the passage in the compression zones, that is to say at the end training sections and in reinforcement sections per ~ and ex-primer the resin which dissolves in the liquid phase expressed in m ~ e ~ e time and can be evacuated with it through the wire orifices upstream c ~ mprimées areas.
Whereas, no ~ badly ~ 1 t expulsion of the resin by compression more v ~
~ require a pressure of the order of 500 bars, we cons ~ a ~ e that in a machine with several screws, the same result is obtained with a pressure ~ 50 at 2CO bars only ~ Indeed, the mechanical defibration treatment to which shavings are submitted in zones C; compressed per ~ and, by the effect shear bine, compression e ~ pressure obtained, take off the resin from the channels in small: particles that mix with the liquid phase and evacuate with them.
This mechanical effect is amplified if we introduce a reagent promoting the detachment of the resin.
However, it has been found that the introduction of a whitening reac ~ if such as a mixture of hydrogen peroxide and sodium peroxide, without any sequestering agent tivait the Limp; n ~ tion of the resin ~ Note that the reagent blan ~ him ~ n ~
is, in this case, introduced ~ from the first treatment area ~ to the d ~ ut of defibration, which allows it to impregnate the shavings in the first æone training with the first pressure rise ~ We introduce however also the reagent of bl ~ n ~ h; ~ e ~ t in the second treatment zone where we continue the elimination of the resin and where the p ~ ate is at the same time bleached ~
It is also interesting to m ~ nir filtra ~ ion ports both ZO first treatment zones O In this way, we realize in the first 20ne a concentration of the p ~ te in elimination; n ~ n ~ part of the liquid phase with the re ine and, in the second zone, one can inject a washing liquid which acti ~ el ~ elimination ~ tion of ~ mpuretés. However ~ we let pass ~ ers ltaval a certain quantity of reagent of bl ~ n ~ h; mPnt which makes it possible to complete this-lul-ci in the following treatment areas so as to get to the exit of the machine a p ~ te defibrée, refined and bla ~ chie, which is particuliè-rement interesting when making cellulose wadding.
Other chemical reactants can also be used to promote the IP ~ tion of the resin. GQ is thus, for example, it has been found that was interesting ~ to subject the chips ~ a pre-treatment ~ ement sulfonation before defibration treatment. We can for example perform a treatment short with a mono ~ 3ulfite or bi ~ sul ~ ite. The chips having undergone this sul-prior foundation are introduced into the first treatment area of the mschine where a washing liquid is also injected. We can thus kill a rinse in the first training zone then, after the first defibration stage carried out in the first braking section, a dual in the second treatment zone ec possibly in the zones following. Before leaving the machine, a final rinse can be carried out killed in the last treatment area.
Each section with inverted steps, by the compression of the twinning it causes, from ermine the formation of a continuous tight plug even at gas. This is why it is also possible to use a volatile solvent for activate elimination of the reslne.
Obtaining a relatively dry product at the exit of the machine is particularly advantageous in the case of non-paper applications p ~ ur which the bagging on filter cloth is not suitable.
Indeed, generally, we prefer to use ccmm8 raw material a p ~ e of fibers dried in filt ~ es presses and presenting by con-sequent in the form of plaques. The fibers are detached from these plates - By ~ mechanical goose and form a flock which is then carded. The parts must not be removed by dry sorting, which reduces the overall yield Thanks to the process according to the invention on the contrary ~ we obtain ~ ient already refined and already wrung p ~ te that requires only drying complementary, for example, by hot air to obtain a wadding che pou ~ ant be carded fa ~ on classic but not containing parts not defibrated.
In the case where the fiber paste is mixed with a binder for the realization tion of molded objects, it is possible to u ~ iliser directly the paste sor ~ ant of the machine with a degree of dryness of 35% at least and carry out the eécha ~ e final by pressing in a mold wall ~ rante. By performing the refining without fibrillation effect, the risk of co ~ matting of parGis filter e ~ we increase the speed of dehydration. Else On the other hand, the elimination of the resin and of the water promotes the mixing of the fibers.
bres with the binder.
In fig ~ res, there is shown schematically and ti ~ re example machine for carrying out the process. Figure 1 is a sectional view along gitudinal by the axis dtuu ~ vis, Figure 2 being a cross-sectional view dirty according to II, II of ~ igure 1.
The machi ~ ec ~ mprend two screws I and 2 with parallel axes and provided with threads identical that penetrate into each other. A sheath 3 which envelops the two esc screws provided at one end with a supply port 31 and at the other end of a discharge orifice 32. The two screws are driven in ro-tation in the direction permee ~ antS according to the pitch of the nets, to cause the ma-manifold introduced through port 31 to outlet port 32.
The threads of the screws have various pitches which de ~ eDminent of the areas of tement successi ~ es ~ respectively I, II, III ... etc. In the example shown felt, The machine understands if ~ processing zones ~ followed by zone VII
evacuation ~ ion of the treated ma ~ ier to the outlet port 32.
~ a ~ ~ u ~
Each treatment zone includes a zone A, the step determines, in depending on the direction of rotation of the screw, the drive ~ downstream of the ma-tiara and a zone B whose oas is inverted so as to determine a braking-ge of the ma ~ iè.re and therefore a c ~ mpression at the end of zone A and in area B.
C ~ mme représen ~ é in Figure 2, The threads 11 and 21 of the screws in the zone B are provided with openings 12, 22 forming windows which extend from the shaft of the screw to the periphery of the net ~ The width of the windows very decreases when going downstream. This is how, for example, if treating a paste having undergone a pre ~ tIaitement impregnation with a reac ~
tif, for the softening of the chips ~, the windows little ~ ent have a lar-geur between 15 and 20 mm in the pre ~ first sec ~ ion braking and 4 to ~ mm at the outlet of the last defibration zone, that is to say the zone III or IV. This width is kept in the braking sections of the zones s ~ i ~ antes V and VI ~
On the other hand, holes 33, generally placed just in front of braking sections Bl, B2 ~ etc ... 9 that is to say in the zones c ~ m, orLméesS ~
allow to inject under presslon various reactlfs and, da ~ s the two first-res treatment zones I and II of the filter parts 34 are provided in the sheath brings compressed areas to it.
In this way, we were able to process coniferous wood chips in such a machine.
over six months old who underwent a sulfonation pretreatment before their introduction into the machine. Through the orifice 33, a liquid of introduction was introduced.
washing in order to effect a rinsing in the zone Al, the used liquid being evacuated by the filtering part 34. By the orifice 35 of zone II sn has intro-duit a reac ~ if of bl ~ n ~ hlm ~ nt, for example a mixture of hydrogen peroxide and soda, in a propor ~ ion of the order of 2 ~ / 0 by weight of dry matter. A
deu ~ ième spin is effec ~ ué in a filtering part ~ of the sleeve, up a degree of dryness of 35%, which is then maintained until the exit of the 3 ~ machine.
At the exit of the deu ~ th treatment zone ~ ment, we have ~ evacuated by par-most of the resin since most of it remains 0.7% of the weight of dry matter. The p ~ te obtained by lot ~ ie from the machine was completely defib ~ ed and contained about 35 ~ Z of long passing flbre at t ~ put of 18 MESH and 35 ~ / ~ of short passan fibers ~ sieve of 48 ~ SH.
Gr ~ this to the ~ mination of the resin, ceete paste was by ~ iculièr ~ ment adaptee to the manufacture of an absorbent mati ~ re since its coefficient of absorp-tion defined according to the nonmes in force was only 10.
Bie ~ heard, the inventio ~ is not limited ~ e only ~ this mode of realization-tion described only ~ ent to third party, nl only applications that have been cited. It is airlsi that the fiber pts thus produced could also serve as a first workshop for non-woven products.