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Papier et procédé pour sa fabrication.
La présente invention se rapporte aux papiers imper- méables à l'eau et elle s'applique particulièrement à la fabrication de papier et de carton imprégnés au moyen de substances bitumineuses ou résineuses, telles que l'as- phalte, la cire montaine, la résine et les matières analo- gues.
On a imprégné précédemment le papier au moyen d'as- phalte, de cire montaine et de substances semblables en réduisant d'abord la pâte à papier sous forme de feuilles ou de bandes et en faisant passer la feuille ou bande ache- vée à travers un bain d'une matière d'imprégnation ou de saturation fondue ou en solution. Tout excès d'agent de
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saturation restant sur la surface de la feuille ou bande était enlevé au moyen d'un dispositif racleur convenable, et la,matière imprégnée ou saturée était refroidie ou séohée suivant le cas, et était soumise à un traitement superficiel convenable.
Ce procédé antérieur d'imprégnation de feuilles de pa- pier ou de carton au moyen de ces agents de saturation ne permet d'employer que des matières premières à papier très poreuses ayant un grand pouvoir d'absorption, sinon, la pénétration de l'agent de saturation dans le papier serait insuffisante. C'est pourquoi le procédé eat généralement limité aux matières poreuses formant un réseau ouvert, telles que des feuilles de feutre de laine et matières ana- logues, dont les espèces principales peuvent ne pas être disponibles soit en grandes quantités, soit à des prix raisonnable a.
Les matières premières poreuses semblables convenant pour constituer le papier sont par exemple les déchets de laine, le coton, le jute, la toile et le vieux papier, tan- dis que l'emploi de copeaux de bois, de sciure de bois, de paille, de tourbe et de matières de remplissage minérales n'est pas à conseiller généralement, car il tend à gêner le degré de pénétration que l'on peut obtenir par ce procédé.
La fabrication du papier pour toiture ou couverture par le procédé antérieur comprend généralement deux opé- rations successives : la saturation de la feuille ou bande brute et la production du revêtement superficiel. Comme matière de saturation, on emploie principalement des asphal- tes de pétrole tendres, dont le point de fusion est compris entre 40 0.'et 50 C. (Krämer-Sarnow). En effet, les
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asphaltes plus durs, si toutefois ils sont utilisés à cet effet, exigent un ramollissement avant leur utilisation par l'addition de fondants ou de solvants.
D'autre part, le revêtement superficiel peut être cons- titué par des asphaltes naturels ou artificiels ou des as- phaltes soufflés à point de fusion élevé et contenant aussi peu de carbone libre que possible.
Depuis la découverte de procédés pratiques pour obtenir des émulsions bitumineuses, ces dernières ont été employées, au lieu de bitume fondu ou rendu liquide, pour le procédé de saturation décrit. On a également tenté d'imprégner la pâte de papier au moyen de bitume en mélangeant des émulsions bitumineuses à la matière première de fabrication du papier dans le cylindre à broyer ou pile hollandaise, la matière imprégnée étant ensuite réduite en feuilles et étant con- duite sur des cylindres de séchage chauffés afin d'assurer l'union intime du bitume et la saturation uniforme de la feuille de papier.
Ce procédé, quoique employé avec plus ou moins de suc- cès, est limité à l'emploi de certaines matières premières pour la-fabrication du papier et de bitumes ayant des points de fusion relativement faibles et susceptibles de former des émulsions par les procédés commerciaux. La matière bitumi- neuse tendre précipitée sur la pâte à papier salit très rapidement les tamis, les feutres, les rouleaux et les cy- lindres des machines à papier et exige des dispositifs et des moyens spéciaux pour nettoyer les pièces souillées, d'où résultent des dépenses plus élevées et des arrêts fréquents.
On a proposé un autre procédé pour imprégner les ma- tières premières pour la fabrication du papier au moyen
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de substances d'imprégnation à l'état pulvérulent. Ce pro- cédé constitue un traitement plus ou moins superficiel et il consiste soit à amener la matière pulvérisée sur la feuille de papier humide en cours de formation sur la machine à fabriquer le papier ou sur la machine à fabriquer le car- ton, soit à introduire la matière pulvérisée entre deux ou plusieurs couches de papier lorsqu'on fabrique des feuilles de composition mixte.
On peut ajouter en même temps à la matière déposée di- verses substances qui peuvent modifier physiquement ou chi- miquement les caractères de la matière pulvérisée. Ces ma- tières d'addition sont utilisées pour modifier le point de fusion, la solubilité, la couleur, etc.. des matières solides finement divisées introduites dans la feuille ou entre des oouches adjacentes de la feuille de papier.
Parmi les matières pulvérisées qui ont été utilisées de cette façon, on peut citer, à titre d'exemple, la colle en poudre et diverses autres substances adhésives, telles que la gélatine, la caséine, l'albumine, l'amidon et les matières analogues, et comme exemples de matières d'addi- tion convenables, on peut citer les substances durcissantes ou tannantes qui réagissent aveo la poudre. On peut également introduire de la même façon dans la feuille de papier des résines naturelles et artificielles, que l'on influence en- suite au moyen de substances convenables.
D'autres tentatives ont encore été faites pour travail- ler les agents de saturation bitumineux, en les broyant d'a- bord seuls ou en combinaison avec de l'argile, du talc et d'autres substances d'addition convenables, avec ou sans refroidissement préalable, et en ajoutant ensuite la poudre
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obtenue à la pâte à papier dans le cylindre à broyer et en travaillant cette pâte de la même façon qu'on le fait pour les terres colorées et substances analogues. En pas- sant sur les cylindres de séchage et de chauffage, la ma- tière bitumineuse pulvérisée entraînée fond et sature la feuille de papier à un certain degré.
Dans ce procédé cependant, on ne surmonte pas les dif- ficultés décrites et rencontrées lorsqu'on emploie des émulsions bitumineuses faites à partir de substances ayant un faible point de fusion. Les bitumes tendres pulvérisés sont très collants même à de basses températures et ils salissent toutes les pièces de la machine à fabriquer le papier avec lesquelles ces bitumes viennent en contact, d'où résulte le même fonctionnement peu efficace qui a été décrit précédemment.
Quoiqu'il soit possible de surmonter ces difficultés en employant des asphaltes durs pulvérisés, dont les points de fusion sont supérieurs à 60 C, pour les incorporer à la pâte à papier dans le cylindre à broyer, le produit achevé est généralement dur, fragile et friable, de sorte qu'il ne peut avoir tout au plus qu'une application limitée.
L'un des buts de la présente invention est de produire un papier ou un carton imprégné en partant d'une variété étendue de matières fibreuses ou finement broyées qu'on a généralement à sa disposition.
Un autre but de l'invention est de faire connaître un procédé de fabrioation de papier ou de carton imprégné de matières bitumineuses ou résineuses, au moyen duquel on assure une pénétration uniforme de l'agent de saturation.
Un autre but de l'invention est de fournir un procédé
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pour incorporer des matières bitumineuses ou résineuses à de la pâte à papier de façon à éviter l'état gluant ou l'obs- truction des pièces de la machine à papier lorsqu'on réduit la matière en feuilles.
Un autre but de l'invention est de fournir un procédé pour incorporer dans la pâte à papier une matière bitumineuse ou résineuse pulvérisée et pour produire une feuille flexi- ble, saturée et imperméable à l'eau.
Un autre but de l'invention est de faire connaître un procédé pour imprégner la matière première pour le papier au moyen de substances pulvérisées bitumineuses ou résineuses de façon à faire varier les caractères de l'agent de satu- ration dans la feuille achevée suivant les conditions exi- gées pour le produit;
Un autre but de l'invention est d'obtenir les résultats ci-dessus d'une manière continue, économique et efficace.
Divers autres buts encore de l'invention apparaîtront de la description suivante des procédés pour la mettre en oeuvre.
On a constaté que les difficultés rencontrées jusqu'ici dans les divers procédés antérieurs pour la fabrication de papier ou de carton imprégné au moyen de matières bitumi- neuses ou résineuses peuvent être surmontées si l'on incor- pore à la pâte de papier des matières bitumineuses ou rési- neuses convenables sous forme pulvérulente, et si ces matières sont ensuite rendues fluides au moyen d'huiles formant fon- dants ou au moyen de solvants convenables pendant que l'on réduit la pâte imprégnée sous forme de feuilles ou de bandes.
On ajoute par exemple à la pâte à papier boyée, dans
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le cylindre à broyer ou dans la cuve de mélange, de l'as- phalte très finement broyé ayant un point de fusion d'envi- ron 75 C. suivant la méthode d'essai de Krämer-Sarnow, avec eu sans substance additionnelle telle que l'argile, le talc ou une substance analogue, et dans une proportion telle que l'on obtienne le degré voulu d'imprégnation en tenant compte de l'effet des fondants qu'il faut ajouter ultérieu- rement comme il sera décrit ci-après.
On peut employer des agents humectants convenables connus afin de faciliter l'incorporation de l'asphalte broyé dans la pâte à papier, et l'asphalte broyé peut être réduit sous forme de pâte ou de suspension avant l'incorpo- ration, sans s'écarter de l'esprit de l'invention. On peut employer également d'autres matières bitumineuses ou rési- neuses susceptibles d'être traitées de la même façon.
La pâte à papier imprégnée de la matière pulvérisée est conduite ensuite de la façon habituelle sur les organes humides d'une machine à papier de type connu ; cette pâte peut être réduite sous forme de feuille sur ces organes sans souillure et sans internuption. Sur les organes de séchage, l'eau contenue dans la pâte est sensiblement enlevée sur les premiers cylindres convenablement chauffés sans pro- duire de viscosité indésirable de la matière d'imprégnation.
La feuille de papier chaude et sensiblement sèche est alors humectée avec le fondant ou avec le solvant au moyen de dispositifs appropriés, tels que des rouleaux ou des brossés, ou bien par aspersion, le fondant ou le solvant étant appliqué sur les deux côtés de la feuille. on peut utiliser tout fondant qui est susceptible de se mélanger avec l'asphalte ou autre matière bitumineuse
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ou résineuse employée ou qui est susceptible de dissoudre cette matière ; le fondant doit être choisi en tenant compte du pouvoir d'absorption des matières premières de la pâte à papier, du caractère des matières d'imprégnation, et des résultats désirés, tant en ce qui concerne la composition générale du papier ou du carton achevé que les conditions exigées pour la surface.
La feuille de papier chaud absorbe très rapidement le fondant ou le solvant ; elle est conduite alors sur la partie restante des organes de séchage. Sous l'effet de la chaleur de ces organes, les matières bitumineuses ou résineuses sont amollies et mélangées avec le fondant de sorte qu'elles pren- nent une consistance fluide et se fixent uniformément dans cet état à l'intérieur de la feuille de papier chaud.
Le caractère de la matière bitumineuse ou résineuse contenue dans la pâte à papier se modifie ainsi d'après la quantité et d'après la nature du fondant ou du solvant ajou- té, et il est possible de cette façon de donner aux matières bitumineuses ou résineuses dans le produit achevé tout degré quelconque de mollesse, en empêchant ainsi la fragilité, la dureté et,la friabilité du papier et du carton imprégnés, tout en évitant en même temps la souillure et les autres difficultés que l'on rencontre lorsqu'on travaille des ma- tières bitumineuses tendres sur la machine à fabriquer le papier.
La réduction sur place des matières bitumineuses ou résineuses sous forme fluide est faite, de préférence, pen- dant le séchage de la feuille de papier sur la machine à fabriquer le papier, mais on peut obtenir sensiblement les mêmes résultats en traitant la feuille imprégnée au moyen
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de fondants ou de solvants à l'aide d'un équipement conve- nable, après que la feuille a quitté la machine à fabriquer le papier.
Quoiqu'on ait décrit ci-dessus un procédé particulier pour la mise en oeuvre de l'invention, il est entendu qu'on peut y apporter différents changements et modifications sans s'écarter de son esprit.