CH619498A5

CH619498A5 -

Info

Publication number: CH619498A5
Application number: CH35577A
Authority: CH
Inventors: Jean De Ceuster; Paul Essemaeker
Original assignee: Solvay
Priority date: 1976-01-16
Filing date: 1977-01-12
Publication date: 1980-09-30
Also published as: IT1074373B; GB1517262A; NL7700322A; BE850066A; AT358918B; FR2338345B1; ATA19077A; ES454918A1; JPS5296206A; JPS6223111B2; DE2700892C2; FR2338345A1; SE7700306L; DE2700892A1; US4347099A

Description

La présente invention concerne un procédé pour la régénération des vieux papiers.

Les vieux papiers de récupération constituent une source de 35 matière première importante pour l'industrie papetière, notamment dans la fabrication de papiers et de cartons d'emballage. Etant donné que le taux d'utilisation des fibres récupérées dans les produits d'emballage est déjà très élevé, on a également envisagé d'autres débouchés pour les vieux papiers tels que la 4ft fabrication de papier impression-écriture ou celle de papier «tissue». Dans ce cas, il est important de disposer d'une pâte de départ présentant un degré suffisant de blancheur. Ce degré de blancheur peut être atteint en ayant recours à des techniques dites de désencrage et/ou de blanchiment qui comportent 45 notamment une étape de désintégration des vieux papiers en pulper et une étape d'élimination des encres par lavage ou par flottation. D'autres étapes (rétention en cuve, élimination des impuretés lourdes et légères, dépastillage, élimination des encres par lavage ou flottation) sont en général également 50 incluses dans le cycle de traitement.

Au cours de l'étape de désintégration, on introduit les vieux papiers dans le pulper en même temps qu'une solution aqueuse alcaline. Celle-ci peut contenir un hydroxyde alcalin tel que l'hydroxyde de sodium, un mélange d'hydroxyde de métal alca- 55 lin et plus particulièrement d'hydroxyde de sodium, avec le peroxyde d'hydrogène ou encore du peroxyde de métal alcalin tel que le peroxyde de sodium.

En plus de ces composés, la solution peut également contenir d'autres additifs tels que le silicate de sodium éventuellement,;,, en mélange avec des dérivés tels que des collecteurs ou des moussants dans le cas du désencrage par flottation ou en mélange avec des dispersants dans le cas du désencrage par lavage. La présence de silicate permet d'obtenir une amélioration très nette des résultats obtenus en ce qui concerne notam- 6s ment la dispersion des encres. En outre, lorsque la solution alcaline contient un peroxyde, le silicate présente l'avantage de stabiliser, au moins partiellement, le peroxyde. Des solution aqueuses à base de peroxyde d'hydrogène, de silicate de sodium et d'hydroxyde de sodium sont utilisées le plus souvent.

Dans ces procédés classiques, les quantités de silicate à mettre en œuvre sont cependant fort importantes. Or, le silicate se révèle parfois gênant car il donne naissance à des précipités qui peuvent obstruer les toiles des machines à papier, les conduites et les cellules de flottation. On observe également, lorsqu'on travaille en présence de silicates, de dépôts dans l'installation de désencrage qui peuvent adsorber les encres. En outre, lorsque la pâte est utilisée dans la fabrication de papier «tissue», on obtient des papiers ayant un toucher rugueux qui ne conviennent pas à l'usage. Enfin, lorsqu'on opère en présence d'un composé peroxydé tel que le peroxyde d'hydrogène ou le peroxyde de sodium, on observe malgré la présence du silicate une assez forte consommation en composé peroxydé.

On a maintenant trouvé un procédé qui ne présente pas les inconvénients cités ci-dessus.

La présente invention concerne donc un procédé pour la régénération des vieux papiers en présence d'une solution aqueuse alcaline caractérisé en ce que ladite solution contient au moins un polymère carboxylé pouvant être mis en œuvre sous forme salifié avec des métaux alcalins ou l'ammonium, ou sous forme partiellement lactonisé s'il s'agit d'un polymère hydroxycarboxylé.

Les polymères carboxylés utilisables selon l'invention sont des polymères comportant une chaîne principale carbonée substituée par des groupes -COOM où M représente l'hydrogène, un atome de métal alcalin ou un groupement ammonium. Le plus souvent, M représente un atome d'hydrogène, un atome de sodium ou de potassium ou un groupement ammonium. De préférence M représente l'atome de sodium ou l'atome d'hydrogène.

Les polymères carboxylés utilisables selon l'invention peuvent ne pas comporter d'autres substituants que les groupes carboxylés. Ils peuvent être choisis notamment parmi les homo-ou co-polymères de l'acide acrylique ou de l'acide maléique.

Les polymères carboxylés utilisables selon l'invention peuvent aussi avantageusement être substitués par un ou plusieurs autres substituants tels que par exemple les atomes d'halogène, les fonctions hydroxyles, les chaînes alkylées substituées ou non par des fonctions hydroxyles ou par des halogènes, les groupements aryles, aralkyles ou cycloalkyles substitués ou non par des fonctions hydroxyles ou par des halogènes.

Parmi tous les polymères carboxylés utilisables selon l'invention, les polymères hydroxycarboxylés conviennent particulièrement bien. Les polymères hydroxycarboxylés qui conviennent le mieux sont ceux qui contiennent des unités monomériques de type vinylique identiques ou différentes. Comme exemples de pareils polymères, on peut signaler les polyhydroxycar-boxylates décrits dans la demande de brevet allemand publiée 1 904 940.

Des polymères hydroxycarboxylés particulièrement adéquats sont ceux qui contiennent des unités monomériques de formule

R

C -

I

h

OH

I

C -

COOM

où R! et R2 représentent l'hydrogène ou un groupement alkyle comprenant de 1 à 3 atomes de carbone pouvant être substitués par un groupe hydroxyle ou par un atome d'halogène, Rj et R2 étant identiques ou différents, et où M a la même signification que ci-dessus.

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Les polymères utilisables selon l'invention sont de préférence les polymères tels que définis ci-dessus pour lesquels R! et R2 représentent l'hydrogène ou un groupement méthyle, R! et R2 étant identiques ou différents. Les meilleurs résultats sont obtenus avec les polymères où R! et R2 représentent l'hydrogène.

Les polymères utilisés dans la présente invention peuvent être choisis parmi les homopolymères et les copolymères contenant des unités telles que définies ci-dessus, du même type ou de plusieurs types différents. Lorsqu'on utilise des copolymères, on les choisit le plus souvent parmi ceux qui contiennent au moins 20% d'unités telles que définies ci-dessus et, de préférence, parmi ceux qui contiennent au moins 50% de pareilles unités. Les meilleurs résultats sont obtenus avec les polymères qui ne contiennent que des unités telles que définies ci-dessus.

Parmi les copolymères utilisables figurent ceux qui contiennent des unités dérivées de monomères vinyliques substitués par des groupements hydroxyles ou carboxylés. Avantageusement, ces copolymères contiennent des unités acryliques de formule

R-,

H

— C

R4 COOM'

3«

40

où R3 et R4 représentent un atome d'hydrogène ou un groupement alkyle comprenant de 1 à 3 atomes de carbone et où M' a la même signification que M donnée ci-dessus. Parmi ces copolymères, on préfère utiliser ceux contenant des unités acryliques dérivées de l'acide acrylique non substitué où R3 et R4 représentent l'hydrogène.

La masse moléculaire moyenne des polymères devrait être supérieure à 300. Elle est en général comprise entre 2000 et 1 000 000. Les meilleurs résultats sont obtenus lorsqu'elle est comprise entre 5000 et 800 000.

Les polymères hydroxycarboxylés utilisables selon l'invention peuvent être mis en œuvre sous forme de sels d'acides polyhydroxycarboxyliques ou sous forme d'acides polyhydroxy-carboxyliques. Dans ce dernier cas, on peut les mettre en œuvre sous la forme des polylactones correspondantes. Les polylacto-nes dérivées des acides polyhydroxycarboxyliques utilisables 45 selon l'invention sont des esters inter- et/ou intra-moléculaires obtenus par réaction des fonctions acides desdits polymères avec les fonctions alcools, lesdites fonctions pouvant être partiellement ou totalement lactonisées. Les taux de lactonisation de la fonction en défaut est en général compris entre 30 et 100%.

Des polymères particulièrement adéquats sont le poly-alpha-hydroxyacrylate de sodium et la polylactone dérivée de l'acide poly-alpha-hydroxyacrylique.

Les polymères utisés selon l'invention peuvent être préparés par tout procédé connu. Un exemple de préparation de ces polymères est décrit dans le brevet belge 817 678 au nom de la titulaire.

50

55

c -

I

*2

OH I

-C -

COOM

telles que définies ci-dessus et au moins un autre polymère carboxylé contenant des unités monomériques de formule

C I

R/

H I

-C

COOM'

telles que définies ci-avant.

Dans ce cas, le polymère hydroxycarboxylé contenant les unités monomériques

25

C -

I

h

OH I

-C -

COOM

préféré est un homopolymère. Les meilleurs résultats sont obtenus avec un homopolymère dans lequel R! et R2 sont identiques et représentent l'hydrogène. Un polymère particulièrement adéquat est le poly-alpha-hydroxyacrylate de sodium.

De même, le polymère carboxylé contenant les unités monomériques de formule

C I

R,

H I

-C

COOM1

Le procédé suivant l'invention concerne la régénération de vieux papiers non seulement en présence d'un seul type de polymères carboxylés tels que de préférence ceux décrits ci-dessus, mais également en présence de mélanges de polymères carboxylés différents, tels que ceux définis ci-dessus.

Des mélanges de polymères carboxylés particulièrement efficaces permettant d'accéder à des degrés de blancheur élevés contiennent au moins un polymère hydroxycarboxylé contenant des unités monomériques de formule

60

65

utilisé de préférence dans les mélanges de polymères est un homopolymère. Les meilleurs résultats sont obtenus avec un homopolymère dans lequel R3 et R4 sont identiques et représentent de l'hydrogène. Un polymère particulièrement adéquat est l'acide polyacrylique.

Le mélange de l'acide polyacrylique avec le poly-alpha-hydroxyacrylate de sodium convient particulièrement bien.

Lors de l'utilisation de mélanges de polymères tels que ceux proposés ci-dessus, les polymères hydroxycarboxylés et carboxylés peuvent être utilisés dans des rapports pondéraux variables habituellement compris entre 100 et 0,01 ; ces rapports dépendent généralement de la nature des polymères mis en œuvre et notamment de leurs solubilités respectives. On a ainsi constaté que lors de l'utilisation d'un mélange de poly-alpha-hydroxyacrylate de sodium et d'acide polyacrylique, les meilleurs résultats sont obtenus avec des rapports pondéraux poly-alpha-hydroxyacrylate de sodium: acide polyacrylique compris entre 100 et 0,1 et de préférence entre 10 et 0,25. Ces proportions relatives des deux polymères hydroxycarboxylé et carboxylé sont celles qui permettent d'obtenir les gains de blancheur les plus élevés, mais il est bien entendu que d'autres proportions peuvent être utilisées et permettent également

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d'obtenir un certain gain de blancheur par rapport aux blancheurs obtenues lors de l'utilisation des procédés classiques de régénération des vieux papiers.

La quantité totale de polymères carboxylés, mise en œuvre, est comprise entre 0,001 et 20% en poids rapportée au poids de 5 vieux papiers secs. Habituellement elle est comprise entre 0,01 et 10% en poids.

Les procédés de régénération des vieux papiers, dans lesquels les polymères carboxylés selon l'invention peuvent être mis en œuvre, comportent tous au moins une étape de désinté- 1» gration des vieux papiers. Cette étape peut éventuellement être suivie d'une ou de plusieurs autres étapes telles que: une désintégration supplémentaire, une dispersion, un blanchiment, une rétention en cuve, un dépastillage et un désencrage par flottation ou par lavage, le nombre d'étapes et leur succession dépen- " dant des types de vieux papiers à régénérer et de la blancheur finale souhaitée.

Les polymères carboxylés peuvent être utilisés dans n'importe quelle étape du procédé de régénération des vieux papiers. Ils peuvent être mis en œuvre dans une seule et même 2(1 étape du procédé de régénération ou, le cas échéant, dans plusieurs étapes différentes.

Lorsque le procédé de régénération des vieux papiers ne comporte qu'une étape de désintégration des vieux papiers sans traitements ultérieurs, les polymères carboxylés peuvent être 25 introduits dans l'appareil où a lieu la désintégration, en même temps que d'autres réactifs habituellement utilisés pour la régénération des vieux papiers.

Lorsque le procédé de régénération des vieux papiers comporte plusieurs étapes, les polymères carboxylés peuvent être 3(1 mis en œuvre dans au moins une des étapes du procédé de régénération telles que la désintégration, la rétention en cuve, le blanchiment et la dispersion. Un exemple de procédé de régénération des vieux papiers dans lequel les polymères carboxylés peuvent être utilisés consiste à broyer les vieux papiers dans un 35 broyeur et ensuite poursuivre la désintégration dans un pulper fonctionnant avec une faible consistance de pâte. Une autre façon de procéder consiste à désintégrer les vieux papiers dans un pulper fonctionnant avec une faible consistance de pâte,

épaissir la pâte et ensuite l'envoyer dans une tour de blanchi- 40 ment, cette dernière pouvant être suivie ou non d'une étape de désencrage. Une autre technique consiste à désintégrer les vieux papiers et ensuite, après un épaississage éventuel, à envoyer la pâte dans un disperseur suivi ou non d'une étape de désencrage. On peut également désintégrer les vieux papiers dans un pulper,45 désencrer la pâte ainsi obtenue et la soumettre ensuite à un traitement en disperseur. Tous ces procédés peuvent bien entendu inclure d'autres étapes intermédiaires telles que des rétentions en cuve, des épaississages, des triturateurs etc.... Les polymères carboxylés peuvent également être mis en œuvre 50 dans n'importe quel autre cycle de régénération des vieux papiers connu en lui-même. Dans tous les cas, les polymères carboxylés sont mis en œuvre dans au moins une des étapes du cycle.

De préférence les polymères carboxylés sont introduits dans 55 l'appareil où a lieu la désintégration des vieux papiers.

De cette manière leur effet bénéfique se poursuit tout au long des diverses étapes de la régénération au cas où cette dernière contient d'autres traitements ultérieurs.

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Différents types de solutions aqueuses alcalines peuvent être utilisées pour la régénération des vieux papiers.

Lorsque le polycarboxylate est capable de conférer un pH alcalin à la solution, celle-ci peut ne contenir que le polycarboxylate comme composé alcalin. 65

On peut cependant également introduire dans la solution un ou plusieurs autres types de composés conférant un pH alcalin à la solution aqueuse. Les meilleurs résultats sont obtenus avec les hydroxydes, carbonates, et silicates de métaux alcalins. Les hydroxydes de métaux alcalins se sont révélés particulièrement avantageux. Quand on utilise une solution d'hydroxyde de métal alcalin, comme par exemple l'hydroxyde de sodium, la teneur en hydroxyde est comprise entre 0,2 et 8% en poids du poids de vieux papiers secs.

La solution aqueuse alcaline peut également avantageusement contenir un composé peroxydé. Comme composés peroxy-dés, les composés peroxydés inorganiques conviennent bien. Le peroxyde d'hydrogène s'est révélé particulièrement adéquat.

De bons résultats sont obtenus lorsque la solution aqueuse alcaline contient, outre le polymère carboxylé, un hydroxyde de métal alcalin tel que le sodium et un composé peroxydé tel que le peroxyde d'hydrogène. La teneur en hydroxyde est alors comprise entre 0,1 et 5 % en poids du poids de vieux papiers secs et la teneur en peroxyde d'hydrogène est comprise entre 0,05 et 5 % en poids du poids de vieux papiers secs. Les mélanges de peroxyde d'hydrogène avec l'hydroxyde de sodium en solution aqueuse sont particulièrement avantageux.

On peut également avantageusement utiliser des solutions aqueuses alcalines contenant un composé présentant à la fois un caractère alcalin et oxydant. Les meilleurs résultats sont obtenus avec les peroxydes de métaux alcalins. Le peroxyde de sodium s'est révélé particulièrement adéquat.

On peut ainsi, par exemple, utiliser une solution aqueuse de peroxyde de métal alcalin tel que le sodium. Dans ce cas la teneur en peroxyde est le plus souvent comprise entre 0,1 et 10% en poids du poids de vieux papiers secs.

Lorsque la solution ne contient pas de composé peroxydé, les meilleurs résultats sont obtenus avec les polymères hydroxycarboxylés qui contiennent des unités monomériques de type vinylique et de préférence avec les polymères hydroxycarboxylés qui contiennent des unités monomériques de formule h

C -I

h

OH I

C -

C00M

telles que définies ci-dessus.

Lorsque la solution contient un composé peroxydé, tous les polymères carboxylés se sont révélés efficaces.

La solution aqueuse alcaline peut également contenir d'autres additifs tels que par exemple les collecteurs et les moussants lorsqu'on prévoit une étape ultérieure de désencrage par flottation ou des dispersants lorsqu'on prévoit une étape de désencrage par lavage. La titulaire a cependant constaté que, lors de l'utilisation des polymères selon l'invention, les collecteurs pouvaient être utilisés en quantités moindres, voire même supprimés sans nuire à l'efficacité du désencrage.

Les collecteurs les plus souvent utilisés sont des acides gras ou des mélanges d'acides gras. Les collecteurs peuvent être introduits à raison de 0 à 5 % en poids du poids de vieux papiers secs.

Les moussants sont des agents tensioactifs et plus particulièrement les agents tensioactifs anioniques ou non ioniques. Une liste d'agents tensioactifs est donnée dans le livre «Surface Active Agents» de A. M. Schwarz et J. W. Perry. Les moussants peuvent être introduits à raison de 0 à 2% en poids du poids de vieux papiers secs.

On peut également utiliser des produits qui présentent à la fois les propriétés des moussants et celles des collecteurs,

comme par exemple les savons sodiques ou potassiques. Les savons peuvent être introduits à raison de 0 à 10% en poids du poids de vieux papiers secs.

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Les dispersants utilisés dans le cas du désencrage par lavage La température lors de la désintégration peut varier dans le sont le plus souvent des agents tensioactifs anioniques, cationi- larges limites. Elle est habituellement comprise entre 15 et ques ou non ioniques. Parmi ceux-ci figurent notamment les 150° C. Le temps de séjour est variable il est en général compris sulfates, sulfonates et polyétheralcools d'alkyle ou d'aryle. Ils entre 0,001 et 2 heures.

sont en général introduits à raison de 0 à 5 % en poids du poids 5 Lorsqu'on opère dans le pulper, la température est habituel-

de vieux papiers secs. lement comprise entre 20 et 90, le plus souvent entre 20 et

Une solution convenant bien pour la régénération de vieux 70° C et de préférence entre 35 et 60° C. Le temps de séjour est papiers est composée: habituellement compris entre 0,1 minute et 2 heures et de

— de 0,001 à 20% en poids de polymères carboxylés tels que préférence entre 10 minutes et 2 heures quand le pulper fonc-définis ci-dessus 10 tionne en discontinu et de 0,5 minutes et 1 heure quand il

— de 0,1 à 5 % en poids d'hydroxyde de sodium, fonctionne en continu.

— de 0,05 à 5 % en poids de peroxyde d'hydrogène La consistance de la pâte est habituellement comprise entre et de 0 à 10% en poids d'autres additifs par rapport au poids 0,1 et 15% et de préférence entre 0,5 et 10%.

de vieux papiers secs. Si le procédé de régénération comporte en plus de l'étape de

Un autre type de composition convenant particulièrement 15 désintégration, une étape de rétention en cuve et/ou une étape bien pour la régénération de vieux papiers est composée de blanchiment en tour les polymères carboxylés peuvent être

— de 0,001 à 20 % en poids de polymères hydroxycarboxylés mis en œuvre dans au moins une de ces étapes. Si les polymères contenant des unités monomériques de type vinylique tels que carboxylés sont introduits dans une cuve de rétention ou dans définis ci-dessus, une tour de blanchiment, la température dans ces appareils est

— de0,l à 5% en poids d'hydroxyde de sodium 20 habituellement comprise entre 15 et 90° Cet de préférence et de 0 à 10% en poids d'autres additifs par rapport au poids entre 20 et 60° C. Le temps de séjour y est habituellement de 10

de vieux papiers secs. minutes à 10 heures et la consistance de la pâte est en général

Comme additifs on entend non seulement les collecteurs, les comprise entre 0,1 et 50% et de préférence entre 1 et 45 %.

dispersants et moussants, tels que définis ci-dessus, mais égale- D'autres températures, temps de séjour et consistance de pâte ment les agents stabilisants, les régulateurs de pH, et des com- 25 peuvent bien entendu également convenir.

posés basiques tels que les silicates. Les polymères carboxylés peuvent être introduits dans la phase aqueuse soit séparément Une autre possib.lité consiste a introduire les polymères soit sous forme de prémélanges avec les autres additifs nécessai- carboxylés dans le disperseur, lorsque le procédé de régénéra-

res à la régénération. S'ils sont introduits séparément, on peut ^on en comPorte un. Dans ce cas, la température y est de 20 à les envoyer directement dans la phase aqueuse sous forme 30 ^ et c'e préférence de 30 à 130 C, le temps de séjour est solide, ou bien les dissoudre au préalable dans des solvants tels comPris entre °>01 minute et 1 heure et de Préférence 0,05

que par exemple l'eau ou des solutions aqueuses alcalines. mmutes et 30 minutes et la consistance de la pâte est comprise entre 1 et 50 % et de préférence entre 3 et 40 %.

On peut également préparer des prémélanges contenant les Les vieux papiers auxquels s'applique le procédé selon polymères carboxylés et au moins certains des autres additifs 35 l'invention peuvent être de tous types. On peut utiliser des vieux nécessaires à la régénération. Ces prémélanges peuvent se pré- papiers faits de pâte chimiques mécaniques, thermomécaniques senter sous forme de solutions dans un solvant commun conte- ou niécanochimiques. On peut ainsi utiliser notamment des nant lesdits polymères carboxylés et d'autres additifs nécessaires vieux journaux, des magazines ou des mélanges vieux journaux-

à la régénération tels que par exemple des composés basiques, magasines en toutes proportions.

des composés peroxydés, certains régulateurs de pH et des 40 On a observé qu'il était parfois possible, en utilisant le adjuvants classiques de régénération des vieux papiers. A cette procédé de l'invention dans un pulper, d'obtenir directement à

fin l'eau convient bien comme solvant. la sortie du pulper une pâte prête à être mise en œuvre, sans

On peut également mettre en œuvre les polymères carboxy- avoir recours à une étape d'élimination des encres. En effet,

lés sous forme de prémélanges solides. Dans ce cas il est dans la pâte obtenue à la sortie du pulper selon le procédé de particulièrement avantageux de préparer des doses de polymè- 45 l'invention, les encres ne sont plus visibles et pour certains res adéquats et d'autres additifs et de les ensacher dans des usages tels que la fabrication de papier journal, cette pâte peut emballages de papier ou de carton pouvant être introduits tels être utilisée telle quelle. Par ailleurs, l'utilisation de polymères quels dans les appareils de régénération. Cette méthode dimi- suivant la présente invention permet de diminuer, voire de nue considérablement les manipulations dans l'unité de régéné- supprimer complètement, les agents collecteurs que l'on intro-ration. 50 duit habituellement dans le procédé de régénération. On peut

Lorsqu'on utilise des mélanges de polymères carboxylés ainsi avantageusement utiliser des solutions alcalines contenant ceux-ci peuvent être introduits soit séparément, sous forme les polymères carboxylés selon la présente invention, éventuel-

solide ou sous forme de solution dans l'eau ou dans des solutions lement des silicates et éventuellement des agents moussants, ces aqueuses alcalines, soit sous forme de prëmélanges entre eux ou solutions étant exemptes de collecteurs ou ne contenant que des avec les autres constituants du milieu de régénération. Dans ce 55 quantités réduites de collecteurs.

cas ils peuvent être introduits sous forme de prémélanges solides Lors de utilisation du procédé selon l'invention on a observé

ou en solution dans l'eau. un gain de blancheur appréciable et, lorsqu'on travaille en

Les polymères hydroxycarboxylés lorsqu'ils sont introduits présence d'un peroxyde, une diminution très nette de la con-

sous forme solide, soit distinctement soit sous forme de prémé- sommation en peroxyde.

langes, peuvent être avantageusement mis en œuvre sous forme 60 Les exemples suivants sont donnés à titre exemplatifs et non d'acides polyhydroxycarboxyliques et plus particulièrement sous limitatifs afin de mieux mettre en évidence les résultats remar-

forme des polylactones correspondantes. quables obtenus lors de l'application du procédé selon l'inven-

Lorsque les polymères carboxylés sont introduits, selon un tion au désencrage des vieux papiers. Les exemples 1,2 et 3 ont mode préféré de l'invention, à l'étape de désintégration des été réalisés pour mettre en évidence l'efficacité de tous les vieux papiers, celle-ci est réalisée dans tout type d'appareil 65 polymères carboxylés lorsqu'ils sont utilisés lors de la régénéra-

connu en soi et convenant pour cet usage. Des appareils tels que tion des vieux papiers au moyen d'une solution aqueuse alcaline des pulpers conviennent bien. D'autres appareils capables de contenant un composé peroxydé. L'exemple 4 à été réalisé pour désintégrer les vieux papiers peuvent également être utilisés. mettre en évidence l'efficacité des polymères hydroxycarboxylés

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de type vinylique lorsqu'ils sont utilisés lors de la régénération des vieux papiers au moyen d'une solution aqueuse alcaline exempte de composés peroxydés.

Exemple 1

Les essais ont été réalisés dans un pulper et dans une cellule de flottation de laboratoire. Le pulper du type OBKIRCHER a une capacité de 10 1. La consistance normale de travail est comprise entre 3 et 6%. La cellule de flottation a une capacité de 15 1 et est du type VOITH. Dans certains essais, une étape de rétention (macération) dans une cuve d'environ 20 1 a été prévue entre l'étape de désintégration et l'étape de flottation (essais 5A et 6B).

Dans un essai l'étape de flottation a été remplacée par une étape de lavage pour la séparation des encres (essai 9B). Dans ce cas on a successivement dilué la pâte jusqu'à une consistance de 2%, on l'a agitée, puis on l'a reconcentrée jusqu'à une consistance d'environ 10% et ceci trois fois de suite.

Les essais ont été effectués sur un mélange pondéral 90/10 de journaux et de magazines. Ces matières premières avaient les caractéristiques suivantes:

Tableau I

Mode d'impression Teneur en cendres

Journaux Magazines typographie héliogravure 1% 30%

La blancheur des vieux papiers désintégrés dans l'eau est égale à 46,1 % et la blancheur des marges désintégrées dans l'eau est de 58,5 % par rapport à la blancheur de MgO mesurée au moyen d'un réflectomètre Elrepho (Zeiss) équipé du filtre R457.

Le papier est déchiqueté à la main, avant d'être introduit dans le pulper. On ajoute ensuite la solution aqueuse contenant tous les réactifs sauf le peroxyde d'hydrogène. La dureté de l'eau utilisée pour l'obtention de la pâte est de 10 degrés s allemands. La consistance de la pâte ainsi obtenue est de 5 %. La solution est portée à la température désirée soit 50° C et elle est mélangée pendant une minute avant l'introduction du peroxyde d'hydrogène. Le traitement au pulper dure 20 minutes. A la fin du traitement au pulper, un échantillon de pâte est prélevé pour m la détermination de la consommation de peroxyde et pour la mesure de blancheur.

La pâte retirée du pulper est ensuite envoyée, s'il y a lieu (essais 5 A et 6B), dans une cuve de macération où elle est maintenue pendant 3 h à 50° C. Après macération, on prélève 15 un échantillon pour mesure de blancheur et détermination de la consommation en peroxyde.

La pâte retirée du pulper ou éventuellement de la cuve de macération est diluée à environ 0,8% de consistance et traitée dans la cellule de flottation pendant quarante minutes. Après flottation, un échantillon est prélevé pour mesure de blancheur. Dans certains cas la flottation a été suivie d'une acidification au moyen d'acide sulfurique jusqu'à un pH de 5,5. On fait une nouvelle mesure de blancheur sur la pâte acidifiée.

Les additifs utilisés et les résultats obtenus sont repris au Tableau II ci-après.

Des essais ont été réalisés avec du poly-alpha-hydroxyacrylate de sodium (PHAS) et avec la polylactone dérivée de l'acide ,() poly-alpha-hydroxyacrylique (PLAC).

Les essais IR et 2R ont été réalisés à titre de comparaison et les essais 3 à 9 ont été réalisés selon l'invention.

Tableau II Essais

Pulper Additifs h2o2

NaOH

Silicate de Na phas plac

Collecteur

Savon de potassium olinor 042

Moussant peratom 121

pH d'introduction

Consommation en H202 Blancheur

Macération

Consommation en H202 Blancheur

Flottation Blancheur

Lavage Blancheur

Acidification Blancheur

1R

2r vieux journaux secs

%

% MgO

%

% MgO %MgO % MgO % MgO

5A

5B

6A

6b

8" 9*

9A 9B

1

1,3

1

1,3

1

5

-

—

_

—

1

0,7

-

0,7

1

0,4

—

-

0,8

-

—

0,15

_

0,15

—

0,15

10,5

10,9

10,6

11

10,!

3

10,7

0,15

-

0,1

62

76

40

43

40

52

64

56

51

55,5

57,5

56,8

58

54

58

57,8

55,9

57,9

néant néant néant néant

néant néant

néant néant néant

60

61

57,2

59,7

58,4

60,6

61,2

59,9

60,7

58,5

60,7

61,9

59,7

60,9

néant néant néant néant néant néant néant néant néant néant néant

néant néant néant néant néant néant néant

néant

51 57,9

néant néant

59,1 néant

59,9 62,2

62,8

* Les essais 8 et 9 ont été réalisés avec du PHAS préparé selon le procédé décrit au brevet belge 786 464 déposé le 19. 7.1972 au nom de la titulaire, tandis que les essais 3,4, 5 et 6 ont été réalisés avec du PHAS préparé selon le procédé décrit au brevet belge 817 678 déposé le 15. 7.1974, également au nom de la titulaire.

9

619 498

L'examen des résultats présentés au Tableau II montre que pour une teneur en hydroxyde de sodium identique, la consommation en peroxyde au pulper est toujours plus faible lorsqu'on utilise des polymères selon l'invention.

La comparaison de l'essai 3 avec l'essai 1R montre que l'emploi du PHAS permet de supprimer le collecteur et le moussant tout en obtenant un degré de blancheur après désintégration et flottation supérieur à celui obtenu en utilisant le collecteur et le moussant.

De plus, on constate en comparant les essais 4,6 et 9 à l'essai 1R que l'emploi des polymères selon l'invention permet non seulement de supprimer le silicate mais également de supprimer le collecteur.

La comparaison de l'essai 7 avec les essais IR et 2R montre que le PLAC remplace aisément le silicate et le collecteur et ceci même à doses faibles.

Enfin, la comparaison de l'essai 8 avec l'essai 1R montre que le PHAS peut remplacer à la fois le silicate et le collecteur et le moussant et donner malgré cela un degré de blancheur plus élevé après macération.

Un essai supplémentaire a été réalisé dans les même conditions que celles de l'essai 6A, mais où le poly-alpha-hydroxy-acrylate de sodium a été remplacé par une quantité identique d'acide polyacrylique. Les blancheurs obtenues après désintégration et après flottation sont comparables à celles obtenues selon l'essai 1R et ce malgré un pH d'introduction beaucoup plus faible.

Exemple 2

réalisés avec une solution aqueuse à 25 % d'acide polyacrylique (PAC) commerciale appelée VERSICOL E7.

Les additifs utilisés et les résultats obtenus sont repris au Tableau III ci-après.

Tableau III Essais Pulper Additifs

,h2o2

NaOH

Silicate de Na PLAC

PAC (sol. à 25%) PER ATOM 12 1 pH d'introduction Blancheur

La comparaison des essais 1R (Tableau I), 12 et 13 montre que d'une part l'utilisation de PLAC ou de PAC permet de supprimer complètement les collecteurs et que d'autre part la blancheur obtenue après désintégration est plus élevée en présence de PLAC et de PAC.

Exemple 3

5 Les essais ont été réalisés dans les mêmes appareils que ceux utilisés à l'exemple 1 et avec la même qualité de vieux papiers. Les conditions opératoires étaient identiques.

Les résultats obtenus sont repris au tableau IV ci-après.

Les essais 15, 16 et 17 ont été réalisés avec la polylactone

12

13

1

%

1

vieux

5

papiers

0,1

-

secs

-

0,63

0,15

10,9

11,0

% MgO

56,9

57,3

Les essais ont été réalisés dans les mêmes appareils que ceux ki dérivée de l'acide poly-alpha-hydroxyacrylique (PLAC) mélan-utilisés à l'exemple 1 et avec la même qualité de vieux papiers. gée à de l'acide polyacrylique. Les essais 14 et 18 ont été réalisés

Tableau IV Essais Pulper Additifs H202 NaOH PLAC

Acide polyacrylique (sol à 25%)

Moussant: PERATOM 12 1 ' pH d'introduction Consommation en H202

en %

pds de vieux papiers secs

Blancheur

% MgO

14

1

1,08 0,64

0,15 10,8 42 58,1

15

1

1,2 0,48 1

0,15

10.8 47

58.9

16

17

18

1

1,2

1,16

1,2

0,32

0,16

-

2

3

4

0,15

10,8

55

57

92

59,2

58,5

56,6

L'examen des résultats présentés au tableau IV montre que l'utilisation du mélange de PLAC et d'acide polyacrylique (essais 15,16 et 17) permet d'obtenir à la sortie du pulper une blancheur supérieure à celle obtenue avec le PLAC (essai 14) ou l'acide polyacrylique (essai 18) utilisés séparément. La blancheur obtenue en utilisant le procédé est même supérieure à celle ces marges désintégrées dans l'eau.

Exemple 4

Les essais ont été réalisés dans les mêmes appareils que ceux utilisés à l'exemple 1 et avec la même qualité de vieux papiers. 60 Les conditions opératoires étaient identiques.

Les additifs utilisés et les résultats obtenus sont repris au tableau V ci-après.

65

L'essai 10R a été réalisé à titre de comparaison. Les essais 11 et 19 ont été réalisés respectivement avec du poly-a-hydroxyacrylate de sodium (PHAS) et de l'acide polyacrylique.

Tableau V Essais

Pulper

Additifs %

NaOH vieux

Silicate de Na journaux

PHAS secs

PAC (sol. à 25%)

Collecteurs

TPP (tripolyphosphate de sodium)

Stéarine

Ac. oléique

Moussant

PERATOM 121

pH d'introduction

Blancheur % MgO

Flottation

Blancheur % MgO

10R 11 19

0,7 -

2,8

0,15 -0,2 -0,2 -

0,15 0,15 0,15 10,8 11,1

49,6 51,0 50,5

53,3 53,2 52,4

10

619 498

La comparaison des essais 10R et 11 montre que les polyhy-droxycarboxylates de type vinylique tels que le poly-a-hydroxyacrylate de sodium (PHAS) permettent d'obtenir une meilleure blancheur après désintégration que celle obtenue avec le silicate et les collecteurs. Par ailleurs la comparaison des essais 11 et 19 montre que la blancheur obtenue en milieu basique ne contenant pas de composé peroxydé est meilleure avec les polyhydroxyacrylates tels que le poly-a-hydroxyacry-late de sodium qu'avec l'acide polyacrylique.

La comparaison des essais 11 et 1 OR montre également que ? l'utilisation du PHAS permet de supprimer complètement les collecteurs.

C

Claims

619 498

1

C -I

1. Procédé pour la régénération de vieux papiers en présence d'une solution alcaline, caractérisé en ce que ladite solution contient au moins un polymère carboxylé pouvant être mis en œuvre sous forme salifié avec des métaux alcalins ou l'ammonium, ou sous forme partiellement lactonisé s'il s'agit d'un polymère hydroxycarboxylé.

*2

OH

I

COOM

30

où R! et R2 représentent l'hydrogène ou un groupement alkyle comprenant de 1 à 3 atomes de carbone pouvant être substitués 35 par un groupe hydroxyle ou par un atome d'halogène, Rj et R2 étant identiques ou différents, et où M représente de l'hydrogène, un atome de métal alcalin ou un groupement ammonium.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère carboxylé comporte une chaîne principale carbonée substituée par des groupes carboxyles -COOM où M représente de l'hydrogène, un atome de métal alcalin ou un groupement ammonium.

2

REVENDICATIONS

3

619 498

27. Procédé suivant la revendication 25, caractérisé en ce que la solution contient de 0,05 à 5 % en poids de peroxyde d'hydrogène par rapport au poids de vieux papiers secs.

28. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 27, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de désintégration s des vieux papiers dans un pulper.

29. Procédé suivant la revendication 28, caractérisé en ce que la solution aqueuse alcaline contenant au moins un polymère carboxylé est introduite dans le pulper.

30. Procédé suivant l'une des revendications 28 ou 29, io caractérisé en ce que la température dans le pulper est comprise entre 20 et 90° C.

31. Procédé suivant l'une des revendications 28 à 30, caractérisé en ce que la consistance de la pâte à la sortie du pulper est comprise entre 0,5 et 10%. is

32. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 31, caractérisé en ce que la solution aqueuse alcaline est composée

- de 0,001 à 20% en poids de polymères carboxylés

-de 0,1 à 5% en poids d'hydroxyde de sodium

- de 0,05 à 5 % en poids de peroxyde d'hydrogène no et de 0 à 10% en poids d'autres additifs par rapport au poids de vieux papiers secs.

33. Procédé suivant l'une des revendications 6 à 31, caractérisé en ce que la solution aqueuse alcaline est composée

- de 0,001 à 20% en poids de polymères hydroxycarboxylés 25 contenant des unités monomériques de type vinylique

- de 0,1 à 5 % en poids d'hydroxyde de sodium et de 0 à 10% en poids d'autres additifs par rapport au poids de vieux papiers secs.

3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que M représente l'atome de sodium.

4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que M représente l'atome d'hydrogène.

5 16. Procédé suivant l'une des revendications 7 à 15, caractérisé en ce qu'on utilise un mélange de polymère contenant au moins un polymère hydroxycaroxylé contenant des unités monomériques de formule r R, OH I1 I

COOM

où et R2 représentent l'hydrogène ou un groupement alkyle comprenant de 1 à 3 atomes de carbone pouvant être substitués par un groupe hydroxyle ou par un atome d'halogène, R! et R2 20 étant identiques ou différents, et où M représente de l'hydrogène, un atome de métal alcalin et un groupement ammonium, et en ce que la solution contient en outre au moins un autre polymère carboxylé contenant des unités monomériques de formule

5. Procédé suivant Tune des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le polymère est un polymère hydroxycarboxylé.

6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le polymère hydroxycarboxylé contient des unités monoméri-ques de type vinylique.

7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le polymère hydroxycarboxylé contient des unités monoméri-ques de formule

14. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le polymère carboxylé est un homopolymère.

15. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le polymère carboxylé est l'acide polyacrylique.

8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le polymère hydroxycarboxylé est un homopolymère. 40

9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le polymère hydroxycarboxylé est le poly-alpha-hydroxyacry-late de sodium.

10. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que M représente l'hydrogène. 45

11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le polymère est mis en œuvre sous forme au moins partiellement lactonisée.

12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le polymère est une polyactone dérivée de l'acide poly- 50 alpha-hydroxyacrylique.

13. Procédé suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le polymère carboxylé contient des unités monomériques de formule r

i3

c

H

R. COOM'

L J

où R3 et R4 représentent un atome d'hydrogène ou un groupement alkyle comprenant de 1 à 3 atomes de carbone, R3 et R4 pouvant être identiques ou différents et où M'représente de l'hydrogène, un atome de métal alcalin ou un groupement ammonium.

55

60

65

Ro

H I

C

R. COOM' 4

dans lequel R3 et R4 représentent un atome d'hydrogène ou un groupement alkyle comprenant de 1 à 3 atomes de carbone, R3 et R4 étant identiques ou différents et où M' représente de l'hydrogène, un atome de métal alcalin ou un groupement ammonium.

17. Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce que le mélange de polymères contient du poly-a-hydroxyacry-late de sodium et de l'acide polyacrylique.

18. Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce que le mélange de polymère mis en œuvre contient une polylac-tone dérivée de l'acide poly-a-hydroxyacrylique et de l'acide polyacrylique.

19. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que la solution contient de 0,001 à 20% en poids de polymère par rapport au poids de vieux papiers secs.

20. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que la solution contient en outre au moins un composé alcalin choisi parmi les hydroxydes, carbonates et silicates de métaux alcalins.

21. Procédé suivant la revendication 20, caractérisé en ce que la solution contient un hydroxyde de métal alcalin.

22. Procédé suivant la revendication 21, caractérisé en ce que l'hydroxyde de métal alcalin est l'hydroxyde de sodium.

23. Procédé suivant la revendication 22, caractérisé en ce que l'hydroxyde de sodium est utilisé à raison de 0,1 à 5% en poids du poids de vieux papiers secs.

24. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 23, caractérisé en ce que la solution contient en outre au moins un composé peroxydé inorganique.

25. Procédé suivant la revendication 24, caractérisé en ce que le composé peroxydé est le peroxyde d'hydrogène.

26. Procédé suivant la revendication 24, caractérisé en ce que le composé peroxydé est le peroxyde de sodium.

.10