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Description

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àÀl0ÙlDàÉ DE 1TT1' RUR..T IOï ET ¯J1.îION DE NITRO- CELLULOSE AmSI QUI LES -?RODU12S 0.3T'ïïTU:i y.:.rt JE -PROCEDE.

La présente invention concerne le nitrage d'un type nouveau et perfectionne de matière cellulosique.

La présente invention concerne particulière- ment: le nitrage de la cellulose sous forme de parchemin vé- gétal et de papier pelure ou le nitrate de tissus sous une forme nouvelle. Le tissu peut être nitré en bloc , ce qui permet en même temps aux acides de nitrage d'arriver libre- ment à toute partie de la inaltéré et produit une augmenta-
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tion de température mini!=le et pratiquement r uniforme dans

toute la masse, en évitant toute décomposition locale.

L'in- vention concerne aussi la production à peu de frais d'un produit nitré extrêmement stable, très soluble dans des dis- solvants pour faire du celluloïd, des laques et des produits analogues, et se prétend aussi à la préparation de poudres ou agents de propulsion sens fumée ou d'autre-, explosifs.

La matière première peut être du papier pelure non parcheminé ou papier poreux mince mais le papier couché est de préférence d'abord parcheminé.

Le mode préféré pour parcheminer les feuilles ( appelées généralement "papier pelure") consiste à immer- ger d'abord le papier, pendant un laps de temps allant de quelques seconde à une ou deux minutes, dans de l'acide sulfurique, de préférence entre 55 B, et 55,5 B ( 70% et 70,85%) la température de l'acide étant inférieure à 15 C environ, et de préférence égale à 10 C. On lave ensuite le papier avec de l'eau tout en le maintenant froid pour évi- ter la dextrinisation de la cellulose. environ
Les feuilles, qui peuvent peser/10,4 à 11,3 Kg ( et avoir une épaisseur d'environ 0,08 mm)sont suffisam- ment poreuses pour que l'acide servant à les parcheminer y pénètre facilement;. La matière parcheminée est ensuite di- visée en morceaux de la grandeur désirée et il ne se forme nifibres lâches nipoussières.

Le mode préféré pour la division du papier ,)arche- miné ou non avant son nitrage est le suivant.

On prend du tissu à nitrer ou du papier pelure ou du parchemin végétal qu'on réduit d'abord en feuilles ou morceaux de forme courbe, striée, ondulée, ou irrégulière.

On utilise de préférence pour cette phase de découpage la machine .décrite dans le brevet américain 1.178.386. Ce

produit divisé est comprimé en une balle. Le!, forme des .or- ceaux permet le libre accès des acides de nitrage sur tou- te la surface du papier, ce qui fait que la substance peut être nitrée uniformément sans production d'aucune augmenta- tion de température locale notable. La matière divine peut être nitrée au moyen de l'un quelconque des types u - suels de machine à nitrer, même par la machine du type à déplacement qui est le type préféré.

La matière divisée de forme irrégulière et on- dulée est comprimée en une balle, séchée, jusqu'à ce qu'elle ne contienne plus que 0,5% d'humidité, et placée dans un bac à nitrer, puis on verse les acides à nitrer sur la masse sans risque de surchauffe locale. Ou bien, de préférence, les acides mélangés sont introduits rapidement au fond du récipient contenant la balle de papier divisé, ce qui a pour effet de chasser l'air qui se trouve dans les interstices de la -lasse.

On peut utiliser les acides à nitrer ordinaires (c'est-à-dire un mélange d'acide nitrique et d'acide sul- furique comme celui qu'on utilise généralement pour le ni- trage du coton ou de la cellulose sous une autre une température qui est de préférence d'environ 4 à 5 C.

-Par exemple si l'on veut obtenir du parchemin nitré contenant environ 11% d'azote et ayant une solubilité extrêmement grande dans un mélange d'alcool et de camphre, le mélange d'acide peut contenir environ 60% de H2SO4. 21 à 22% deHNO3 et 18 à 19% de H20. une température inférieure à 40 C le nitra- ge esplus lent et la solubilité du produit est un peu ..loin- dre.

On décrira maintenant l'opération telle qu'elle est effectuée en réalité.

1. On a préparé une balle de parchemin végétal décou- pé, ayant une densité de 4 kg/m3 et on l'a liée avec du fil métallique recouvert de plomb ou du fil d'aluminium. On a placé cette balle dans un bac à nitrer et on a versé par dessus les acides de nitrage à la température ambiante jus- qu'à ce que la balle soit complètement recouverte et que l'acide recouvre la balle sur une épaisseur d'un ou deux centimètres, une lourde -plaque perforée étant placée sur la balle pour l'empêcher de flotter. On a laissé reposer et subir le nitrage pendant une heure, le bulbe d'un thermo- mètre étant placé au centre de la balle. La température (la centre de la balle a atteint environ 40 C.

La réaction s'est déroulée doucement, l'opération étant l'opération de nitrage à déplacement du type normal. La balle fut ensuite retirée du bac et examinée. On a trouvé des échano- tillons du produit au centre de la balle et à l'extérieur. on les a examinés et on a constaté que les deux échantillons contenaient la même proportion d'azote.

2. Une balle semblable de papier pelure découpée ( non parcheminée ) a éténitrée exactement de la même fa- çon et les résultats ont été tout aussi satisfaisants.

Dans le procédé à déplacement la substance soumise au nitrage n'est pas dérangée et toute matière fine se trouvant à la surface des feuilles découpées n'est pas in- trdduite dans l'acide utilisé lorsque ce dernier est dé- placé par de l'eau. L'acide utilisé ne contient donc pra- tiquelent aucune matière organique et la récupération ultérieure de l'acide utilisé est facile et complète. Le déplacement des acides peut aussi avoir lieu beaucoup plus rapidement que lorsqu'on utilise du coton sous forme de bas-cotons ou de cannettes et le rendement en acides récupérés est plus élévé.

L'utilisation de cette matière sous cette forme découpée et ondulée est nouvelle dans l'industrie du nitrage. Au lieu de petites charges de' 30 kg au maximu. comLe celles qu'on utilise dans le procédé à déplacment, on peut nitrer de grosses balles de coûte grandeur prati- que, .par exemple de 300 à 1000 kG, et la production est augmentée de façon énorme dans une installation de gran- deur donnée. Un facteur importantest aussi l'empêchement du dégagement de " fumées ", ce qui augmente beaucoup la sécurité des opérateurs.

Une autre caractéristique importante est la fa- cilité et l'économie avec lesquelles la matière pre aère peut être séchée. La substance découpée peut être ,lise en balle et placée dans un séchoir à vide ou dans un ré- cipient dans lequel on insuffle de l'air chaud de façon à obtenir à peu de frais un séchage uniforme.

Après le nitrage et l'élimination de l'acide uti- lisé on lave le produit avec de l'eau jusqu'à ce que le de-- gré d'acidité ait été réduit à 0,1% environ. On fait en- suite bouillir le produit nitré dans un excès d'eau peu- dant 3 heures environ, après quoi on enlève l'eau , on ajoute de l'eau fraîche à laquelle on a mélangé de réfé- rence une quantité d'ammoniaque suffisante pour rendre l'eau tout juste alcaline au papier de tournesol. On chauffe ensuite pendant deux ou trois heures environ ou davantage, L'eau est très jaune, par suite de la décomposition des impuretés nitrées qu'il faut d'abord enlever pour ¯en- dre le produit stable. Ce traitement peut être répété plu- sieurs fois.

On peut répéter l'enlèvement de l'eau et de très petites additions d'ammoniaque jusqu'à ce que le chauffage ne fasse apparaître aucune couleur jaune nota- ble et le contrôle d'échantillons permet de vérifier la

stabilité voulue au moyen de papier à l'amidon et au iodure de potassium, l'essai de stabilité étanteffectué à 1350 C et le point d'inflammation étant compris entre 1700 C et 1800 C. On peut utiliser de l'alcali au lieu d'ammoniaque. On peut ensuite blanchir le produit si on le désire, en utilisant un produit de blanchiment alca- lin, tel qu'une lessive d'hypochlorite de sodium.

Claims

REVENDICATIONS 1 - Un produit nitré préparé à partir de papier parcheminé stabilisé par un traitement au moyen d'hydroxy- de d'aluminium dilué et chaud ou son équivalent, et blan- chi au moyen d'un agent de blanchiment alcalin, sensible- ment suivant la description.

2 - Un produit nitré préparé à partir d'une ma- tière constituée essentiellement par du parchemin végétal dont la substance de base est de la pulpe de bois parche- miné et nitré en feuille, ne contenant sensiblement pas de matière se aécomposant dans une eau ammoniacale très diluée et bouillante, matière qui, en se décomposant dans de l'ammoniaque dilué, produirait une forte coloration en jaune, ce parchemin nitré ayant aussi une stabilité ex- cellente Gomme celle qui résultedes essais usuels pour la EMI7.1 iiitra-aellulose.

3 - Parchemin au papier nitré, à l'état sensi- blement stable.

4 - Procédé de fabrication d'un produit nitré en parcheminant de la puis de bois en feuilles au moyen d'aciae sulfurique, en lavant le parchemin jusqu'à ce qu' il ne contienne sensiblement plus d'acide, puis En le sé- chant et en nitrant la pulpe sèche sous forme de papier parcheminé divisé dans un mélange de nitrage, et en décom- posant les impuretés nitrées, sensiblement suivant la description.

5 - Procédé de fabrication d'un produit nitré en soumettant de la pulpe de fibre, d'alfa en feuilles sous forme de papier pelure, au parchem nage dans de l'a- <Desc/Clms Page number 8> cide sulfurique, Sans des conditions de parcheminage mais non de dextrinisation, en lavant le produit parcheminé jusqu'à ce qu'il ne contienne sensiblement plus d'acide,puis en le séchant et en nitrant le produit parcheminé dans un mélange de nitrage contenant environ 60 % de H2SO4 et e viron 21 à 22% de HAzO3, en lavant avec de l'eau pour éliminer la quantité voulue d'acide libre, et en décomposant les produits de nitrage adhérents au moyen d'eau ammoniacale très diluée, sensiblement suivant la description 6 - Un procédé de traitement de pulpe de bois,

consistant à traiter cette pulpe sous forme de papier pelure par de l'acide sulfurique pour la parcheminée à laver la feuille parcheminée jusqu'à ce qu'elle ne con- -tienne sensiblement plus d'acide,, à la laver de préférence jusqu'au degré voulu, à nitrer la feuille parcheminée au moyen d'un mélange d'acide sulfurique et d'acide nitrique, à laver le parchemin nitré avec de l'eau pour éliminer la quantité désirée d'acide libre et à chauffer le produit nitré avec de l'eau ne contenant qu'une petite proportion d'ammoniaque de façon à éliminer les produits nitrés dés impuretés sans altérer le parchemin nitré pur, et à continuer ce traitement jusqu'à ce que l'eau de lavage chargée d'ammoniaque reste sensiblement claire ou incolore, sensiblement suivant la description.

7 - Un procédé consistant à parcheminer du papier, puis à nitrer le papier parcheminé par un traiternent au moyen d'un mélange CI'acide nitrique et d'acide sulfurique, sensiblement suivant la description.

8 - Un procédé consistant à parcheminer les papiers, puis à nitrer le papier parcheminé, à bien le laver ensuite avec de l'eau pour éliminer la quantité dé- @ <Desc/Clms Page number 9> sirée d'acide libre, puis à faire bouillir le produit a- vec de l'eau contenant une petite quantité d'acide libre pour obtenir une stabilisation initiale, puis à faire bouil- lir le produit avec de l'eau contenant une petite quantité d'hydroxyde d'ammonium ou de son équivalent, sensiblement suivant la description.

9 - Le procédé de nitrage de la cellulose, procédé consistant à soumettre la cellulose en forme de feuilles d'épaisseur semblable à celle de feuilles de pa- pier à une opération de découpage pour obtenir un produit ondulé et 1; nitrer ce dernier, sensiblement suivant la des- cription.

10- Le procédé de nitrage de la cellulose parcheminée sous forme ,le feuilles d'épaisseur semblables à cellas de feuilles de papier, procédé consistant à sou- mettre ces feuilles à une opération de découpage pour ob- tenir un produit ondulé, puis à nitrer le produit découpé, sensiblement suivant la description.

11- Le procédé de nitrage de corps en cel- lulose, procédé consistant à soumettre les corps en cel- lulose à une opération de découpage et d'ondulation, à nitrer le corps en cellulose découpé, à le laver et à le stabiliser en le faisant bouillir dans de l'eau légèrement acidulée, puis à continuer la stabilisation par l'ébulli- tion dans de l'eau contenant une petite quantité d'hydro- xyde d'ammonium ou de son équivalent, puis à le deshydra- ter sensiblement suivant la description .

12 - Le procédé de nitrage de papier par- cheminé, procédé consistant à soumettre e l le papier à une <Desc/Clms Page number 10> opération de découpage et d'ondulation, à nitrer la. ma- tière découpée, à la laver en la faisant bouillir dans de lteau légèrement acidulée, puis à continuer l'opéra- tion de stabilisation par l'ébullition dans de l'eau conte- nant une petite quantité d'hydroxyde d'ammonium ou de son équivalent, puis à le déshydrater sensiblement suivant la description.

13 -Le nitrage de matière cellulosique découpée et ondulée par le procédé à Replacement, sensi- blement suivant la description.

14 - Le procédé de nitrage de parchemin végétal découpé, de papier pelure'ou de tissu à nitrer,. en faisant couler l'acide de nitrage sur une balle de matière cellulosique de façon à expulser tout l'air con- tenu dans la masse, sensiblement suivant la description.

15 - Un procédé consistant à découper des feuilles de matière cellulosique d'épaisseur semblable à celle du papier en menus morceaux de section courbe ou irrégulière,, à réunir ces morceaux en une balle et à mettre l'acide de nitrage en contact avec cette balle tout en chassant l'air contenu dans les interstices de celle-ci, à continuer le nitrage jusqu'à ce qu'il soit suffisamment complet et à laver le produit nitré tant qu'il est encore en forme de balle, par déplacement, sensiblement suivant la description.

16 - Un procédé consistant à découper des feuilles de matière cellulosique d'épaisseur sembla- ble à celle du papier en menus morceaux de section cour- be ou irrégulière, à réunir ces morceaux en une balle, à sécher la balle de matière sous une pression atmosphé- <Desc/Clms Page number 11> rique réduite et à mettre l'acide de nitrage en contact avec cette balle tout en chassant l'air contenu dans les interstices de celle-ci, à continuer le nitrage jus- qu'à ce qu'il soit suffisamment complet et à laver le produit nitré tant qu'il est encore en forme de balle, par déplacement, sensiblement suivant la description.