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" PROCEDE DE FABRICATION DE PAPIER IMPERMEABLE OU SIMILAIRE ENTOILE OU NON, MOYENS DE REAL ISA. T ION MACHINES D'EXECUTION
ET PRODUITS OBTENUS "
Le procédé, objet de l'invention, comprend la combi- naison nouvelle des principales opérations successives sui- vantes :
1 - Préparation d'une viscose ou similaire dont le degré 'de. maturation et la fluidité varient en fonction de la nature et du poids du papier à imperméabiliser.
2 - Enduction de viscose sur une face du papier par contact réglable, puis imprégnation de la viscose dans le
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papier pendant un temps approprié.
3 - Enduction de viscose sur l'autre face, puis impré- gnation de la viscose dans le papier.
L'enduction de viscose peut avoir lieu également simultanément sur les deux faces de la bande de papier ou sur une seule face.
44 - Essorage, pressage pour évacuer et récupérer la viscose en excédent sur le papier.
5 - Coagulation par passage du papier dans un bain de nature et composition appropriées variable avec la nature et le poids du papier.
6 - Essorage, lavage, séchage par chauffage et ventila- tion et bobinage.
De la première enduction à la coagulation, la bande se déplace dans l'espace, de préférence par diminution pro- gressive des cotes de hauteur dans le sens de la gravité. Pour produire du papier imperméable destiné à envelopper les pro- duits alimentaires, il convient de préférence d'ajouter une opération 5 bis dite de désulfuration ayant pour but d'éli- miner le soufre ou corps contenant du soufre et une ventilation- aspiration entre le lavage et le séchage.
On peut également assurer l'imprégnation de la vis- cose dans le papier par pression.
Une variante consiste à enduire au moins l'une des faces d'une bande résistante, à juxtaposer, sur cette face, l'une des faces d'une bande ordinaire, à enduire, de préfé- rence, l'autre face de cette dernière bande, à presser forte- ment les bandes l'une sur l'autre, la bande résistante pou- vant être constituée par de la toile et enfin à coaguler la viscose pour assurer la liaison intime entre les deux bandes.
On pourrait également juxtaposer plusieurs bandes résistantes ou non, la première bande pouvant être une bande de papier et la seconde une bande résistante.
Une variante du procédé consiste, avant d'enduire la
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bande, à humecter cette bande, puis à la chauffer pour réaliser la transformation de l'eau en vapeur en vue d'éliminer l'eau et les molécules d'air en suspension dans la bande.Cette varian- te, qui peut s'appliquer d'une façon très générale, est plus spécialement utilisable avec des bandes épaisses, celles-ci pouvant être enduites par immersion dans un bain de viscose.
L'invention s'étend à des machines pour la mise en oeuvre du procédé et à tous les nouveaux produits industriels obtenus.
Dans le dessin annexé :
Les figures 1 à 7 illustrent une première forme et les figures 8 à 14 une seconde forme de réalisation de machines pour la mise en oeuvre du procédé.
En référence aux figures 1 à 7, la bande 1 de papier qui se déroule d'un rouleau 2, passe sur un tambour 3 alimenté en viscose par un cylindre 4 immergé partielle- ment dans un bac 5 à viscose. La bande 1 est ainsi en- duite, sur l'une de ses faces, l'excès de matière étant im- médiatement éliminé par un râcleur 6 qui égalise en même temps la surface du produit. Après cette première application, il se produit une première imprégnation partielle dans le papier, imprégnation qui se produit naturellement par capilla- rité pendant le déplacement sur un rouleau 7, un rouleau 8 et le second dispositif pour appliquer la viscose sur l'au- tre face du papier.
On remarquera que le râcleur 6 peut, dans certains cas, avoir une pression suffisante pour réaliser une première pression d'imprégnation, la bande passant entre ce réchleur 6 et le rouleau 7.
Le rouleau 8 est réglable en translation pour mo- difier la distance entre le rouleau 7 et. le second disposi- tif pour enduire l'autre face, ce réglage étant fonction de la qualité du papier et de l'épaisseur de viscose appliquée sur la bande.
Cette bande est enduite sur l'autre face par un
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rouleau 3a recouvert de viscose, par un rouleau 4a immergé partiellement dans un bac 5a à viscose. -La bande passe en- suite sur un rouleau 7a, l'excès de matière étant, éliminé par un second râcleur 6a
Les deux faces étant enduites de viscose, l'imprégna- tion naturelle par capillarité s'effectue pendant le passage de la bande 1 sur les rouleaux 10, 11, un tambour 12, les rouleaux 13 et 14. Cette bande passe ensuite entre deux rouleaux compresseurs 15 et 16, qui expriment la matière de la bande et assurent l'imprégnation complète par pression, le rouleau 16 étant réglable en position pour modifier la pression sur cette bande.
Suivant les épaisseurs du papier à imprégner, il faut, après le passage dans les deux rouleaux 15 et 16 d'imprégna- tion et d'essorage, que le papier suive un certain parcours pendant lequel la pénétration du produit pourra être complétée.
A cet effet, deux moyens principaux peuvent être employés :
1 ) Soit une table 17 supportant un tapis roulant 18 ou bande sans f in. Cette table, représentée à la figure 2, doit être composée d'éléments séparés, pour qu'on puisse en augmenter ou en diminuer la longueur, suivant l'épaisseur du papier traité. Ce dispositif offre le gros avantage de per- mettre une surveillance complète de l'imprégntion, qui doit être complète à la fin de cette opération avant le passage du papier dans le coagulant.
2 ) Soit un tambour tel que 12, comme celui employé pour la pénétration dans la première partie de la machine. L'avan- tage de cette deuxième disposition serait de pouvoir utiliser en même temps des tambours de diamètres différents, mais la surveillance devient très difficile; de plus, le papiers com- plètement imprégné, est extrêmement fragile et le tapis rou- lant paraît plus approprié.
Le papier, après avoir quitté la table ou le tambour d'imprégnation définitive, passe immédiatement dans un premier
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bac 19 de coagulation, le guidage étant assuré par des rou- leaux 20, puis il pénètre dans le second bac 21. Il passe ensuite dans un bac 22 de lavage où il est nécessaire d'avoir des passages externes pour vérifier si la coagulation s'effec- tue normalement et également pour augmenter la durée de lavage.
Le papier est ensuite dirigé vers les calandres et les;tables chauffantes destinées à le sécher et à le dresser.
Si la coagulation se fait dans un seul bain, il sera très facile, d'après le dispositif de cette partie de la ma- chine, de sauter le second bac et de passer directement dans celui de lavage.
Le papier, dès qu'il a subi la première imprégnation de produit, devient déjà fragile. Seuls, les rouleaux d'esso- rage lui font subir la traction sur le premier parcours de la machine. Le papier ne pourrait avoir la force de mettre en mouvement les rouleaux d'imprégnation, le tambour et les autres rouleaux qui le guident. Pour éviter tout effort sur le papier, les rouleaux de la première imprégnation et tous ceux qui suivent sont reliés cinématiquement à l'aide de tous moyens appropriés, de manière à obtenir une vitesse linéaire uniforme, de sorte que le papier est mis en contact avec ces pièces mo- 'biles sans aucun effort.
Le tapis roulant ou le tambour (sui- vant que l'un ou l'autre de ces appareils est utilisé à cet endroit de la machine) et les rouleaux des bacs de coagulation et de lavage sont reliés cinématiquement aux différents organes mobiles de la figure 1, Par ce moyen, le papier ne subit aucune traction et il peut conserver un léger flou qui évite toute déchirure en cours de traitement. Tous les rouleaux tra- vaillant par deux ou avec des râcleurs (rouleaux d'imprégna- tion, râcleurs, rouleaux d'essorage) sont supportés par des papiers réglables entre eux. Les rouleaux qui guident le papier sont supportés par des paliers réglables pour rectifier tous défauts de parallélisme qui pourraient se produire.
Le support du rouleau de papier à imprégner, placé
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au commencement de la machine, porte, à sa partie supérieure, deux coussinets réglables, dans le sens vertical et dans le sens horizontal, pour rectifier un défaut d'enroulement dans le rouleau de papier qui donnerait une tension plus forte sur une lisière que sur l'autre et entraînerait des déchirures dès la mise en marche de la machine.
La figure 4 représente, à plus grande échelle, le rouleau réglable 8. Ce rouleau est tourillonné dans des pa- liers 23 mobiles en translation dans des glissières 24. Les moyens de déplacement et dtimmobilisation des paliers, qui peuvent être quelconques, sont constitués de préférence par des vis 25.
La figure 5 représente, en élévation et à plus grande échelle, les rouleaux d'imprégnation et d'essorage, les paliers 26 du. rouleau 16 sont montés dans des glissières 27, le réglage étant effectué par des tiges filetées 28.
La figure 6 illustre une autre forme de réalisation d'une machine permettant d'obtenir la solidarisation et la juxtaposition d'une bande support 29 constituée par de 1a toile ou autre et d'une bande 1 de papier, par exemple.
La bande 1 de papier se déroulant du rouleau 2, peut être imprégnée comme précédemment, mais, de préférence, la bande 29 de toile, se déroulant du rouleau 30, est im- prégnée initialement par passage entre deux cylindres 31 et 32, le cylindre 31 étant immergé partiellement dans un bac 33 à viscose. La bande résistante 29 est enduite initialement et la bande 1 de papier est juxtaposée sur la première par passage simultané de ces deux bandes sur le cylindre 34 et entre les rouleaux 35 et 36, le rouleau 36 étant immergé partiellement dans un bac 37 à viscose, de manière à assurer l'application de viscose sur l'autre face du papier. Le rou- leau 35 assure, en combinaison avec le rouleau 36, l'impré- gnation, ltessorage et la solidarisation des deux bandes.
Cette solidarisation est ensuite complétée par les rouleaux 37
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de pression et terminée par la coagulation, la suite des opé- rations s'effectuant comme représenté à la figure 2.
On remarquera que le fait d'enduire initialement la bande résistante 29 et d'appliquer ensuite, sur la face enduite de cette bande résistante, la bande 1 de papier, avant de recouvrir son autre face de viscose, présente un avantage oertain. En effet, la bande de papier n'est plus soumise à des efforts de traction, ces efforts étant suppor- tés par la bande résistante.
Une variante du procédé suivant l'invention consiste, avant d'enduire la bande de papier, à humidifier celle-ci, comme représenté à la figure 7, à l'aide par exemple d'un pulvérisateur tel que 40, puis à faire passer cette bande dans une zone chauffée et notamment sur un cylindre chauffant
41. La température du cylindre est suffisante pour assurer la transformation de l'eau en vapeur, de manière à éliminer l'eau. La vapeur entraîne toutes les particules d'air et les pores de la bande de papier sont alors parfaitement dégagés pour faciliter l'imprégnation en viscose par capillarité. La bande peut être traitée comme précédemment indiqué ou encore elle peut être immergée complètement dans un bain 42 de viscose dans lequel son guidage est assuré par des rouleaux 43.
Cette variante, qui peut s'appliquer d'une manière très générale, est plus spécialement utilisable pour des bandes épaisses.
On remarquera également que l'imprégnation à coeur permet d'emboutir le papier traité suivant l'invention et d'obtenir ainsi des gaufrages ou dessins en relief et tous récipients ou articles en papier embouti, cette application restant comprise dans le cadre de l'invention. Des colorants ut-ilisés avec la viscose, permettent également d'obtenir des effets décoratifs très variés.
En considérant que l'application de la viscose sur
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le papier lui enlève temporairement la plus grande partie de sa résistance mécanique, il est indispensable que tous les éléments de la machine soient parfaitement synchronisés pour éviter au papier le moindre effort dans son parcours.
Ceci a une importance capitale jusqu'à la fin de la coagula- tion complète. En tenant compte de cette considération, la machine représentée aux figures 8 à 14 comprend plusieurs parties ci-après énumérées : - Le dispositif enducteur A - L'essoreuse-presseuse C, - Le dispositif de guidage B, placé entre l'enduc- teur A et l'essoreuse C, - Le dispositif D permettant l'imprégnation com- plémentaire et une coagulation partielle à l'air libre, - Le bain E de coagulation, - Le dispositif F de lavage, - Le dispositif G de séchage et de ventilation, - Le dispositif H de bobinage.
Dispositif enducteur A.
L'enduction de la bande 1, se déroulant d'un rou- leau 102, commandé en rotation à une vitesse variable sui- vant son diamètre ou monté fou sur son axe pour en permettre le déroulement au fur et à mesure de la traction exercée sur la bande 1, est réalisée suivant les cas, soit en fai- sant passer la bande 1 dans un bac 103 contenant de la viscose, soit en utilisant des rouleaux enducteurs.
Dans l'exemple représenté, les deux faces de la bande 1 sont enduites successivement, la première face par le passage entre deux rouleaux 104 et 105, la deuxième face par le passage entre les deux rouleaux 106 et 107.
Des rouleaux 104 et 107 sont immergés partiellement dans le bac 103 à viscose de manière à mesurer l'application désirée; les rcleurs, non représentés, peuvent être prévus,
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pour régler l'épaisseur de viscose appliquée sur la bande 1.
En outre, des moyens peuvent être prévus pour assurer le ré- glage de l'entraxe entre les rouleaux 104, 105, d'une part, et 106, 107 d'autre part.
Ce dispositif de réglage permet également, sans l'utilisation de râcleurs de modifier l'épaisseur de viscose déposée sur la bande de papier.
La bande 1, après son passage entre les rouleaux
104 - 105, est guidée par des cylindres 108 pour venir s'en- gager ensuite entre les rouleaux 106 et 107.
Cette première partie de la machine est placée à la partie supérieure de l'installation pour que la bande de papier soit entraînée, après son imprégnation et dès que sa résistance mécanique diminue, d'un mouvement de haut en bas, à partir du dispositif d'imprégnation A jusqu'au système
E de coagulation, en vue d'éviter tout effort sur la bande de papier.
Le dispositif enducteur peut être placé à la partie supérieure d'un bâti général mais, de préférence, il est supporté par un bâti indépendant 110 placé, dans un bâti- ment recevant l'installation, à un étage supérieur à celui qui reçoit le dispositif E de coagulation.
Dispositif de guidage B.
Après son enduction complète, le papier est guidé par un cylindre 111 sur le dispositif de guidage B. Celui- ci est constitué par une série de rouleaux 112 qui peuvent être synchronisés en rotation à partir d'un moteur 114.
Cependant, il paraît préférable de monter librement ces rou- leaux 112 qui sont entraînés en rotation par la bande 1 se déplaçant par gravité sur ces rouleaux. On pourrait éga- lement utiliser deux tapis roulants inclinés en sens inverses et remplaçant les séries supérieure et inférieure des rouleaux
112.
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Comme représente sur le dessin et à titre indicatif seulement, le bâti, supportant un certain nombre de rouleaux 112, est extensible, du type parallélogrammes articulés, pour modifier la longueur du chemin parcouru et permettre une im- prégnation plus ou moins complète suivant le papier traité.
Le bâti extensible est constitué par des éléments articulés deux par deux autour d'axes axiaux communs 115 dont les extrémités sont guidées dans des glissières 116. Entre ces glissières, le plancher est dégagé pour le passage de la bande 1 et une plaque coulissante 117 peut être attelée au rouleau 112a pour obturer le dégagement entre les glis- sières au-delà de l'encombrement du bâti extensible. Ce bâti comporte deux tiges filetées à pas contraires 118 et 119 articulées respectivement sur les axes des rouleaux 112b et qui sont engagées dans un manchon taraudé correspondant 120 mobile seulement en rotation. Ce manchon 120 est pourvu. d'un pignon 121 commandé manuellement, à partir d'un volant 122, par l'intermédiaire d'arbres 123 - 124 et de pignons 125 - 126 et 127.
Essoreuse-presseuse c
La bande enduite de viscose est dirigée vers une essoreuse-presseuse 0 constituée notamment par deux rouleaux 128 et 129 entre lesquels passe la bande 1. De préférence, l'un des rouleaux, le rouleau 128 notamment est rigide (acier inoxydable, cuivre ou autre) et l'autre 129 est élas- tiquemnt déformable (caoutchouc, ébonite par exemple).
Les extrémités de ces cylindres portent une gorge qui permet l'évacuation et la récupération de la viscose en excé- dent apportée par le papier qui passe verticalement entre ces deux rouleaux; une gouttière reçoit la viscose éliminée laquelle est renvoyée au dispositif d'enduction par tout moyen approprié, par exemple, une pompe 150.
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Dispositif F Permettant l'imprégnation complète et une coagulation partielle.
Après son passage dans l'essoreuse-presseuse C, la bande se déplace à l'air libre, pendant un temps déterminé fonction du papier traité, avant d'être plongée dans le bain
E de coagulation, Le dispositif D peut être constitué par un'tapis roulant unique mais, de préférence, comme représenté, par plusieurs tapis 130, superposés, déplacés en synchronisme par le moteur 114. L'utilisation d'un nombre variable de tapis permet de modifier la longueur du chemdn parcouru par la bande 1 et, par suite, le temps d'exposition à l'air libre de cette bande avant son immersion dans le bain E de coagu- lation.
Les tapis 130, dont l'un est représenté à plus grande échelle aux figures 9 et 12, peuvent être constitués par une bande de caoutchouc ou de toile. Dans ce dernier cas, ils sont établis, comme il apparaît nettement sur la figure 9, par deux toiles entre lesquelles sont interposées des traverses
131 de bois suffisamment espacées et fixées aux bandes de toile. Ces traverses font saillie à l'extérieur et passent dans des glissières, non représentées, assurant un bon gui- dage, sans déviation ni flottement excessifs.
La régularité du déplacement peut également être assurée par une chaîne à rouleaux avec pattes perforées sur lesquelles sont fixés les bords du tapis.
Comme représenté notamment à la figure 10, la liai- son, entre les deux extrémités libres du tapis de toile 130, est assurée par un laçage permettant de compenser l'allonge- ment et le réglage de la tension. les différents tapis sont suffisamment écartés pour permettre un bon déplacement de la bande 1 qui est guidée, sur le tapis supérieur, par un rouleau 132 situé légèrement au-dessus du brin supérieur du tapis supérieur; des rouleaux
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!32a assurent le guidage de la bande 1 à centrée de chaque tapis 130.
Bain E de coagulation.
La bande 1, après son passage sur les tapis 130, passe dans le bain E de coagulation. Ce bain est constitué par un bac 133 dans lequel est emmagasinée la solution coa- gulante. La bande traverse ce bain en passant sur les rou- leaux 134 de guidage dont certains sont entraînés en synchro- nisme à partir du moteur. Les rouleaux 134 sont disposés de préférence suivant deux séries parallèles mais décalées en hauteur. Dans ce cas, les rouleaux supérieurs sont commandés et les rouleaux inférieurs sont montés fous. Le bac 133 de coagulation est séparé en plusieurs compartiments pour aug- menter ou diminuer la durée de coagulation suivant la nature des différents papiers traités. Une réserve de coagulant est prévue dans un réservoir 135 placé au-dessus ou sur le côté du bac 133 de coagulation.
Une pompe 136 remonte le coa- gulant du bac dans le réservoir 135 pour en permettre la récupération et la régénération; à cet effet, le réservoir 135 comporte un dispositif de chauffage et un système brasseur du coagulant en vue d'en assurer son homogénéité et sa régéné- ration.
Dispositif de lavage F
Le lavage du papier, après la coagulation de la viscose, est très important.
Un papier mal lavé devient cassant. Il est prévu.,pour obtenir un lavage parfait, des batteries de tubes perforés 137 arrosant le papier (comme avec une pomme d'arrosoir), l'eau étant continuellement évacuée. Les batteries de tubes arroseurs sont mises en service par série de deux, quatre,six, etc.. tubes, suivant le papier traité et assurent le lavage sur les deux faces. A la sortie du lavage, un dispositif ré- glable d'essorage enlève au papier le maximum d'eau.
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Ce dispositif d'essorage est constitué par deux rouleaux 138 et 139 de préférence réglables.
Les tubes 137 de lavage sont placés entre les dif- férentes chicanes suivant lesquelles est disposée la bande 1 entraînée par des rouleaux supérieur et inférieur 140 dé- placés en synchronisme à partir du moteur unique.
Dispositif G de séchage.
Ce dispositif comporte une série de rouleaux 141 aussi voisins que possible les uns des autres dans le sens horizontal et convenablement espacés dansle sens vertical.
La bande 1 passe sur ces rouleaux comme représenté, ces rou- leaux étant chauffés par tous moyens appropriés (circulation d'eau chaude ou de vapeur, résistances électriques). Un ven- tilateur 142 souffle de l'air, à température variable ap- propriée, sur les deux faces de la bande se dégageant du a dernier rouleau 141 . Cette ventilation peut être effectuée aussi, le cas échéant, sur la bande 1. Ce courant d'air per- met d'évacuer rapidement la vapeur dégagée du papier.
A la sortie du sécheur, la bande est bobinée à la manière connue sur une bobineuse habituelle 143 qui peut constituer une rogneuse rectifieuse.
La figure 13 illustre une variante de réalisation dans laquelle le bâti extensible portant les rouleaux 112 est supprimé, l'ensemble de la machine reposant dans ce cas sur le même plan.
Dans cette figure, les mêmes organes sont indiqués par les mêmes références que dans la première forme décrite.
Les rouleaux 112 sont alors disposés suivant un seul plan incliné.
D'une manière générale, l'installation décrite pré- cédemment est utilisée pour le traitement, d'une manière continue, d'une bande de papier par la viscose en vue de donner à cette bande des qualités d'imperméabilité, de résistance, de continuité et de non détérioration pour les divers emplois.
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On remarquera plus spécialement suivant l'invention que :
1 ) On réalise un synchronisme parfait de tous les élé- ments de la machine. La commande du moteur est transmise aux rouleaux d'essorage et de pressage qui transmettent un mouve- ment uniforme aux autres organes à l'aide de pignons et de chaînes, ces différents organes de transmission et notamment les chaînes, étant représentés en traits mixtes.
2 ) Le papier, du départ du rouleau support jusqutà la coagulation, est porté et entraîné mécaniquement dans un mou- vement dirigé de haut en bas pour lui éviter tout effort.
3 ) De longs parcours réglables sont prévus pour que le papier enduit s'imprègne parfaitement.
4 ) Le bac de coagulation est aisément accessible; le coagulant est continuellement récupéré et régénéré par le contenu du réservoir.
5 ) Un lavage parfait, éliminant toute trace d'acide ou de base, est obtenu par les batteries de tubes perforés; ce qui ne peut être réalisé facilement par plongées dans les bacs, dans ce cas, l'acide, entraîné par le papier du bac de coagulation dans le bac de lavage, rend l'eau de lavage impure en quelques instants et la vidange des bacs et leur remplis- sage exigent un gros travail et une imperfection de lavage.
La machine, objet de laprésente invention, permet la fabrication industrielle du dit papier en continu. La vi- tesse de production varie suivant le papier traité.
De plus, le papier séché en deux fois comme indiqué précédemment est d'une solidité, résistance, élasticité et imperméabilité très supérieure à un papier séché définiti- vement en une seule fois.
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Pour les papiers très légers, un dispositif, servant à envoyer la viscose sur la partie supérieure des rouleaux essoreurs, évite le passage sur les dispositifs précités A et B avant essorage.
De préférence, le papier non enduit arrive directement et verticalement entre les rouleaux essoreurs où il s'enduit, s'imprègne et s'essore par pression. Le passage sur le ou les tapis 130 est maintenu, et le papier continue sa marche vers les autres parties de la machine comme indiqué.
Pour le papier destiné à envelopper les produits alimentaires, la machine précitée comporte les deux modifica- tions suivantes :
1 - La bande de papier, à la sortie du lavage, passe à travers un ou plusieurs bains de sulfuration, de composition appropriée, en vue d'éliminer le soufre et ses dérivés sus- ceptibles de conserver une odeur et un goût au papier traité.
La bande de papier ainsi désulfurée, subit une seconde opé- ration de lavage analogue à la précédente pour entraîner le soufre et ses dérivés résiduels et autres impuretés.
2 - A la sortie du dispositif d'essorage 138 - 139 la bande traverse un tunnel 150 de forme appropriée qui com- porte des rouleaux de guidage 151, des ouvertures supérieures et inférieures 152 permettant l'admission d'air, à tempé- rature réglable et variable, comprimé par un ou plusieurs ventilateurs compresseurs appropriés et des ouvertures infé- rieures 153 permettant l'évacuation de l'air chargé d'humi- dité dans un canal 154 maintenu en dépression par un ven- tilateur dépresseur. La circulation d'air le long des faces du papier dans ce tunnel enlève l'humidité à la superficie de ce papier. La bande de papier poursuit son chemin à travers le séchoir à rouleaux 141 dont l'importance peut être dimi- nuée, Dans ce cas, le ventilateur 142 peut être supprimé.
Les dits dispositifs de désulfuration et de séchage
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superficiel au tunnel peuvent être d'ailleurs maintenus, le cas échéant, pour tous types de papier.
Les procédés, moyens et machines décrits ci-dessu, peuvent, bien entendu, trouver leur application à la fabri cation soit du papier ou similaire entoilé imperméable, par Inapplication par pression d'une bande de toile sur la bande de papier préalablement enduit de viscose ; la bande ainsi composée poursuivant son chemin à travers les dispositifs de la machine précitée, soit de toiles ou tissus imperméables.
La présente invention concerne tous produits nou- veaux obtenus par application du procédé précité en parti- culier du papier traité caractérisé par les principales aua- lités suivantes : - Imperméabilité aux fluides, - Résistance de rupture moyenne; résistance à la perforation et élasticité multipliées par un coefficient de majoration variable suivant le papier traité.
A titre d'exemple, pour les papiers Kraft, pure pâte suédoise, les coefficients de majoration minimum sont de l'ordre de 2 pour la résistance à la rupture et de 3 pour la résistance à la perforation et pour l'élasticité.
Non détérioration pour cause de variation de pres- sion, de température ou d'humidité ou pour motif de contact d'agents chimiques dans les conditions normales d'emploi et de destination.
Ce papier traité peut acquérir des propriétés d'inin- flammabilité et d'incombustibilité par passage de la bande de papier dans un bain contenant un sel approprié d'ammoniaque (sulfate, chlorure, etc..) ce bain étant de préférence in- tercalé entre les dispositifs de lavage et de séchage.
Les dispositions ci-dessus ne sont données qu'à titre indicatif et non limitatif, les formes, dimensions, matières, applications, destinations, variantes d'exécution, avantages,
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résultats, etc... tout en respectant le principe de l'inven- tion, peuvent varier sans sortir du cadre de cette invention.
REVENDICATIONS.
1 - Procédé de fabrication de papier imperméable ou similaire, entoilé ou non, caractérisé par la combinaison nouvelle des principales opérations successives suivantes : a) Préparation d'une viscose ou similaire dont le degré de maturation et la fluidité varient en fonction de la na- ture et du poids du papier à imperméabiliser. b) Enduction de viscose sur une face du papier par con- tact réglable, puis imprégnation, de la viscose dans le pa- pier pendant un temps approprié. c) Enduction de viscose sur l'autre face, puis imprégna- tion de la viscose dans le papier.
L'enduction de viscose peut avoir lieu également simultanément sur les deux faces du papier ou sur une seule face. d) Essorage, pressage pour évacuer et récupérer la viscose en excédent sur le papier. e) Coagulation par passage du papier dans un bain de nature et composition appropriées variables avec la nature et le poids du papier. f) Essorage, lavage, séchage par chauffage et ventila- tion et bobinage.
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"METHOD OF MANUFACTURING WATERPROOF OR SIMILAR PAPER, STARTED OR NOT, MEANS OF REAL ISA. T ION EXECUTION MACHINES
AND PRODUCTS OBTAINED "
The method, object of the invention, comprises the new combination of the following main successive operations:
1 - Preparation of a viscose or the like, the degree of. maturation and fluidity vary depending on the nature and weight of the paper to be waterproofed.
2 - Viscose coating on one side of the paper by adjustable contact, then impregnation of the viscose in the
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paper for an appropriate time.
3 - Coating of viscose on the other side, then impregnation of the viscose into the paper.
The viscose coating can also take place simultaneously on both sides of the paper web or on only one side.
44 - Spinning, pressing to remove and recover the excess viscose on the paper.
5 - Coagulation by passing the paper through a bath of suitable nature and composition, variable with the nature and weight of the paper.
6 - Spinning, washing, drying by heating and ventilating and winding.
From the first coating to coagulation, the strip moves in space, preferably by gradually decreasing the height dimensions in the direction of gravity. In order to produce impermeable paper for wrapping food products, it is preferable to add a so-called desulfurization operation for the purpose of removing the sulfur or sulfur-containing body and a suction ventilation between the. washing and drying.
It is also possible to ensure the impregnation of the viscose in the paper by pressure.
A variant consists in coating at least one of the faces with a resistant strip, in juxtaposing, on this face, one of the faces of an ordinary strip, in coating, preferably, the other face of this. last band, by strongly pressing the bands one on the other, the resistant band being able to consist of the fabric and finally to coagulate the viscose to ensure the intimate connection between the two bands.
Several bands could also be juxtaposed, resistant or not, the first band possibly being a paper band and the second a resistant band.
A variant of the process consists, before coating the
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strip, moistening this strip, then heating it to effect the transformation of water into vapor in order to remove the water and air molecules suspended in the strip. This variation, which may be to apply in a very general way, is more especially usable with thick tapes, the latter possibly being coated by immersion in a viscose bath.
The invention extends to machines for carrying out the process and to all the new industrial products obtained.
In the attached drawing:
Figures 1 to 7 illustrate a first form and Figures 8 to 14 a second embodiment of machines for implementing the method.
With reference to FIGS. 1 to 7, the strip 1 of paper which unwinds from a roll 2 passes over a drum 3 supplied with viscose by a cylinder 4 partially immersed in a viscose tank 5. The strip 1 is thus coated on one of its faces, the excess material being immediately removed by a scraper 6 which at the same time equalizes the surface of the product. After this first application, a first partial impregnation takes place in the paper, impregnation which naturally occurs by capillary action during movement on a roller 7, a roller 8 and the second device for applying the viscose on the other. face of the paper.
It will be noted that the scraper 6 may, in certain cases, have sufficient pressure to produce a first impregnation pressure, the strip passing between this reheater 6 and the roller 7.
The roller 8 is adjustable in translation to modify the distance between the roller 7 and. the second device for coating the other face, this adjustment being a function of the quality of the paper and of the thickness of viscose applied to the strip.
This strip is coated on the other side by a
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roll 3a covered with viscose, by a roll 4a partially immersed in a viscose tank 5a. -The strip then passes over a roller 7a, the excess material being removed by a second scraper 6a
The two faces being coated with viscose, the natural impregnation by capillarity takes place during the passage of the strip 1 over the rollers 10, 11, a drum 12, the rollers 13 and 14. This strip then passes between two rollers. compressors 15 and 16, which express the material of the strip and ensure complete impregnation by pressure, the roller 16 being adjustable in position to modify the pressure on this strip.
Depending on the thicknesses of the paper to be impregnated, it is necessary, after passing through the two impregnation and dewatering rollers 15 and 16, for the paper to follow a certain path during which the penetration of the product can be completed.
For this purpose, two main means can be used:
1) Either a table 17 supporting a conveyor belt 18 or endless belt. This table, shown in Figure 2, must be composed of separate elements, so that we can increase or decrease the length, depending on the thickness of the treated paper. This device offers the great advantage of allowing complete monitoring of the impregnation, which must be complete at the end of this operation before the paper passes through the coagulant.
2) Or a drum such as 12, like the one used for penetration into the first part of the machine. The advantage of this second arrangement would be to be able to use drums of different diameters at the same time, but monitoring becomes very difficult; moreover, the fully impregnated paper is extremely fragile and the conveyor belt seems more suitable.
The paper, after leaving the table or the final impregnation drum, immediately passes into a first
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coagulation tank 19, the guidance being provided by rollers 20, then it enters the second tank 21. It then passes into a washing tank 22 where it is necessary to have external passages to check whether the coagulation is 'carried out normally and also to increase the washing time.
The paper is then directed to calenders and hot tables for drying and dressing.
If the coagulation takes place in a single bath, it will be very easy, according to the arrangement of this part of the machine, to skip the second tank and go directly to the washing tank.
The paper, as soon as it has undergone the first impregnation of the product, already becomes fragile. Only the spinning rollers make it undergo traction on the first run of the machine. The paper could not have the strength to set in motion the impregnation rollers, the drum and the other rollers which guide it. To avoid any stress on the paper, the rollers of the first impregnation and all those that follow are kinematically connected using any suitable means, so as to obtain a uniform linear speed, so that the paper is brought into contact with these moving parts without any effort.
The conveyor belt or the drum (depending on whether one or other of these devices is used at this location of the machine) and the coagulation and washing tank rollers are kinematically connected to the various moving parts in the figure. 1, By this means, the paper does not experience any pulling, and it can keep a slight blur which avoids tearing during processing. All the rollers working in pairs or with scrapers (impregnation rollers, scrapers, wringing rollers) are supported by adjustable papers. The rollers which guide the paper are supported by adjustable bearings to rectify any parallelism defects which may occur.
The support of the paper roll to be impregnated, placed
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at the beginning of the machine, carries, at its upper part, two adjustable bearings, in the vertical direction and in the horizontal direction, to rectify a defect of winding in the paper roll which would give a stronger tension on a selvedge than on the other and would cause tears as soon as the machine is started.
FIG. 4 represents, on a larger scale, the adjustable roller 8. This roller is journaled in bearings 23 movable in translation in slides 24. The means for moving and immobilizing the bearings, which may be of any type, consist of preferably with screws 25.
FIG. 5 shows, in elevation and on a larger scale, the impregnation and dewatering rollers, the bearings 26 of the. roller 16 are mounted in slides 27, the adjustment being effected by threaded rods 28.
FIG. 6 illustrates another embodiment of a machine making it possible to obtain the joining and juxtaposition of a support strip 29 constituted by canvas or the like and a strip 1 of paper, for example.
The strip 1 of paper unwinding from the roll 2 can be impregnated as before, but, preferably, the strip 29 of fabric, unwinding from the roll 30, is initially impregnated by passing between two rolls 31 and 32, the cylinder 31 being partially immersed in a viscose tank 33. The resistant strip 29 is initially coated and the strip 1 of paper is juxtaposed on the first by simultaneous passage of these two strips on the cylinder 34 and between the rollers 35 and 36, the roller 36 being partially immersed in a viscose tank 37, so as to ensure the application of viscose on the other side of the paper. The roller 35 ensures, in combination with the roller 36, the impregnation, the wringing and the joining of the two bands.
This joining is then completed by the rollers 37
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pressure and terminated by coagulation, the rest of the operations being carried out as shown in FIG. 2.
It will be noted that the fact of initially coating the resistant strip 29 and then applying, on the coated face of this resistant strip, the strip 1 of paper, before covering its other face with viscose, has a certain advantage. Indeed, the paper strip is no longer subjected to tensile forces, these forces being supported by the resistance strip.
A variant of the process according to the invention consists, before coating the strip of paper, in moistening the latter, as shown in FIG. 7, using for example a sprayer such as 40, then in passing this strip in a heated zone and in particular on a heating cylinder
41. The temperature of the cylinder is sufficient to ensure the transformation of water into steam, so as to eliminate the water. The steam entrains all the air particles and the pores of the paper web are then perfectly cleared to facilitate the viscose impregnation by capillary action. The strip can be treated as previously indicated or it can be completely immersed in a viscose bath 42 in which its guidance is provided by rollers 43.
This variant, which can be applied in a very general manner, can be used more especially for thick bands.
It will also be noted that the core impregnation makes it possible to stamp the paper treated according to the invention and thus to obtain embossings or designs in relief and all containers or articles made of stamped paper, this application remaining within the scope of the invention. Colorants used with viscose also make it possible to obtain a wide variety of decorative effects.
Considering that the application of viscose on
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the paper temporarily removes most of its mechanical strength from it, it is essential that all the elements of the machine are perfectly synchronized to avoid the paper the slightest effort in its path.
This is of paramount importance until the end of complete coagulation. Taking this consideration into account, the machine shown in Figures 8 to 14 comprises several parts listed below: - The coating device A - The wringer-presser C, - The guide device B, placed between the coating machine A and the wringer C, - The device D allowing additional impregnation and partial coagulation in the open air, - The coagulation bath E, - The washing device F, - The device G for drying and ventilation, - The winding device H.
Coating device A.
The coating of the strip 1, unwinding from a roller 102, controlled in rotation at a variable speed depending on its diameter or mounted idle on its axis to allow it to unwind as the traction is exerted. on the strip 1, is carried out, as the case may be, either by passing the strip 1 through a tank 103 containing viscose, or by using coating rollers.
In the example shown, the two faces of the strip 1 are coated successively, the first face by the passage between two rollers 104 and 105, the second face by the passage between the two rollers 106 and 107.
Rollers 104 and 107 are partially immersed in the viscose tank 103 so as to measure the desired application; repeaters, not shown, can be provided,
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to adjust the thickness of viscose applied to the strip 1.
In addition, means can be provided to ensure the adjustment of the center distance between the rollers 104, 105, on the one hand, and 106, 107 on the other hand.
This adjustment device also makes it possible, without the use of scrapers, to modify the thickness of viscose deposited on the strip of paper.
Strip 1, after passing between the rollers
104 - 105, is guided by cylinders 108 to then engage between rollers 106 and 107.
This first part of the machine is placed at the top of the installation so that the paper web is driven, after its impregnation and as soon as its mechanical resistance decreases, with a movement from top to bottom, from the device of '' impregnation A to the system
E coagulation, in order to avoid any strain on the paper strip.
The coating device can be placed at the top of a general frame but, preferably, it is supported by an independent frame 110 placed, in a building receiving the installation, on a floor higher than that which receives the device. Coagulation E.
Guide device B.
After its complete coating, the paper is guided by a cylinder 111 on the guide device B. The latter consists of a series of rollers 112 which can be synchronized in rotation from a motor 114.
However, it seems preferable to freely mount these rollers 112 which are rotated by the belt 1 moving by gravity on these rollers. One could also use two conveyor belts inclined in opposite directions and replacing the upper and lower series of rollers.
112.
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As shown in the drawing and for information purposes only, the frame, supporting a certain number of rollers 112, is extendable, of the articulated parallelogram type, to modify the length of the path traveled and allow more or less complete impregnation depending on the paper. treaty.
The extensible frame is formed by elements articulated two by two around common axial axes 115 whose ends are guided in slides 116. Between these slides, the floor is cleared for the passage of the strip 1 and a sliding plate 117 can be coupled to the roller 112a to close the clearance between the slides beyond the bulk of the extendable frame. This frame comprises two threaded rods at opposite pitches 118 and 119 articulated respectively on the axes of the rollers 112b and which are engaged in a corresponding threaded sleeve 120 movable only in rotation. This sleeve 120 is provided. a pinion 121 controlled manually, from a flywheel 122, via shafts 123 - 124 and pinions 125 - 126 and 127.
Wringer-press c
The band coated with viscose is directed towards a wringer-presser 0 constituted in particular by two rollers 128 and 129 between which the band 1 passes. Preferably, one of the rollers, the roll 128 in particular is rigid (stainless steel, copper or the like. ) and the other 129 is elastically deformable (rubber, ebonite for example).
The ends of these rolls have a groove which allows the evacuation and recovery of the excess viscose supplied by the paper which passes vertically between these two rollers; a gutter receives the removed viscose which is returned to the coating device by any suitable means, for example, a pump 150.
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Device F Allowing complete impregnation and partial coagulation.
After passing through the spinner-presser C, the strip moves in the open air, for a determined time depending on the paper treated, before being immersed in the bath
E coagulation, the device D can be constituted by a single conveyor belt but, preferably, as shown, by several belts 130, superimposed, moved in synchronism by the motor 114. The use of a variable number of belts allows to modify the length of the path traversed by the strip 1 and, consequently, the time of exposure to the open air of this strip before its immersion in the coagulation bath E.
The mats 130, one of which is shown on a larger scale in FIGS. 9 and 12, may be constituted by a strip of rubber or of canvas. In the latter case, they are established, as it clearly appears in Figure 9, by two webs between which are interposed sleepers
131 of wood sufficiently spaced and attached to the canvas strips. These cross members project to the outside and pass through slides, not shown, ensuring good guidance, without excessive deviation or fluttering.
The regularity of movement can also be ensured by a roller chain with perforated lugs on which the edges of the belt are fixed.
As shown in particular in FIG. 10, the connection between the two free ends of the canvas mat 130 is provided by a lacing making it possible to compensate for the elongation and the adjustment of the tension. the various belts are sufficiently spaced apart to allow good movement of the strip 1 which is guided, on the upper belt, by a roller 132 located slightly above the upper strand of the upper belt; rollers
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! 32a ensure the guiding of the strip 1 at the center of each belt 130.
Coagulation bath E.
The strip 1, after its passage over the belts 130, passes into the coagulation bath E. This bath consists of a tank 133 in which the coagulant solution is stored. The strip passes through this bath passing over the guide rollers 134, some of which are driven in synchronism from the motor. The rollers 134 are preferably arranged in two parallel series but offset in height. In this case, the upper rollers are ordered and the lower rollers are mounted idle. The coagulation tank 133 is separated into several compartments in order to increase or decrease the coagulation time depending on the nature of the various papers treated. A supply of coagulant is provided in a reservoir 135 placed above or to the side of the coagulation tank 133.
A pump 136 lifts the coagulant from the tank into the reservoir 135 to allow its recovery and regeneration; to this end, the reservoir 135 comprises a heating device and a system for stirring the coagulant with a view to ensuring its homogeneity and its regeneration.
Washing device F
Washing the paper, after the viscose coagulates, is very important.
Badly washed paper becomes brittle. To obtain perfect washing, batteries of perforated tubes 137 are provided for spraying the paper (as with a spray head), the water being continuously discharged. The sets of sprinkler tubes are put into service in series of two, four, six, etc. tubes, depending on the paper treated and ensure washing on both sides. At the end of the wash cycle, an adjustable spinning device removes as much water as possible from the paper.
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This wiping device consists of two rollers 138 and 139 which are preferably adjustable.
The washing tubes 137 are placed between the different baffles along which the strip 1 is disposed, driven by upper and lower rollers 140 moved in synchronism from the single motor.
G drying device.
This device comprises a series of rollers 141 as close as possible to each other in the horizontal direction and suitably spaced in the vertical direction.
The strip 1 passes over these rollers as shown, these rollers being heated by any suitable means (circulation of hot water or steam, electrical resistances). A fan 142 blows air, at an appropriate variable temperature, over both sides of the web emerging from the last roll 141. This ventilation can also be carried out, if necessary, on the strip 1. This air current makes it possible to quickly evacuate the vapor given off from the paper.
On leaving the dryer, the strip is wound in the known manner on a usual winder 143 which can constitute a trimming machine.
FIG. 13 illustrates an alternative embodiment in which the extensible frame carrying the rollers 112 is omitted, the entire machine resting in this case on the same plane.
In this figure, the same members are indicated by the same references as in the first form described.
The rollers 112 are then arranged along a single inclined plane.
In general, the installation described above is used for the treatment, in a continuous manner, of a strip of paper with viscose in order to give this strip the qualities of impermeability, resistance, of continuity and non-deterioration for the various jobs.
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It will be noted more especially according to the invention that:
1) Perfect synchronism is achieved for all the machine elements. The motor control is transmitted to the squeezing and pressing rollers which transmit a uniform movement to the other members by means of pinions and chains, these various transmission members and in particular the chains, being shown in phantom.
2) The paper, from the start of the support roll to coagulation, is carried and driven mechanically in a movement directed from top to bottom to avoid any strain on it.
3) Long adjustable paths are provided for the coated paper to soak up perfectly.
4) The coagulation tank is easily accessible; the coagulant is continuously recovered and regenerated by the contents of the reservoir.
5) Perfect washing, eliminating all traces of acid or base, is obtained by the batteries of perforated tubes; which cannot be easily achieved by immersing in the tanks, in this case, the acid, entrained by the paper of the coagulation tank in the washing tank, makes the washing water impure in a few moments and the tanks emptying and their filling requires a great deal of labor and imperfection of washing.
The machine, object of the present invention, allows the industrial manufacture of said paper continuously. The production speed varies depending on the paper processed.
In addition, paper dried twice as indicated above is of much higher strength, strength, elasticity and impermeability than paper dried definitively once.
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For very light papers, a device, used to send the viscose to the upper part of the squeezing rollers, avoids passing over the aforementioned devices A and B before spinning.
Preferably, the uncoated paper arrives directly and vertically between the squeezing rolls where it becomes coated, impregnates and squeezes out by pressure. The passage over the belt (s) 130 is maintained, and the paper continues to travel to the other parts of the machine as indicated.
For paper intended for wrapping food products, the aforementioned machine has the following two modifications:
1 - The strip of paper, on leaving the washing, passes through one or more sulphurization baths, of suitable composition, in order to eliminate the sulfur and its derivatives which may retain an odor and a taste to the treated paper .
The strip of paper thus desulphurized undergoes a second washing operation similar to the previous one in order to drive off the sulfur and its residual derivatives and other impurities.
2 - On leaving the wiper device 138 - 139 the strip passes through a tunnel 150 of suitable shape which comprises guide rollers 151, upper and lower openings 152 allowing the admission of air, at temperature. adjustable and variable, compressed by one or more suitable compressor fans and lower openings 153 allowing the evacuation of the air laden with humidity in a channel 154 maintained in depression by a depressor fan. Airflow along the sides of the paper in this tunnel removes moisture from the surface of that paper. The web of paper continues its way through the roller dryer 141, the size of which can be reduced. In this case, the fan 142 can be omitted.
The so-called desulphurization and drying devices
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surface to the tunnel can also be maintained, if necessary, for all types of paper.
The methods, means and machines described above can, of course, find their application in the manufacture of either paper or the like impermeable canvas, by the pressure application of a strip of canvas on the strip of paper previously coated with viscose. ; the strip thus composed continuing its way through the devices of the aforementioned machine, either canvas or waterproof fabrics.
The present invention relates to all new products obtained by applying the aforementioned process, in particular treated paper, characterized by the following main features: - Impermeability to fluids, - Average breaking strength; puncture resistance and elasticity multiplied by a variable increase coefficient depending on the paper treated.
By way of example, for Kraft papers, pure Swedish pulp, the minimum increase coefficients are of the order of 2 for the breaking strength and 3 for the puncture resistance and for the elasticity.
No deterioration due to variation in pressure, temperature or humidity or due to contact with chemical agents under normal conditions of use and destination.
This treated paper can acquire flame retardancy and non-combustible properties by passing the paper web through a bath containing an appropriate ammonia salt (sulfate, chloride, etc.), this bath preferably being intercalated. between washing and drying devices.
The above provisions are given only as an indication and are not limiting, the shapes, dimensions, materials, applications, destinations, execution variants, advantages,
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results, etc ... while respecting the principle of the invention, may vary without departing from the scope of this invention.
CLAIMS.
1 - A method of manufacturing waterproof paper or the like, canvas or not, characterized by the new combination of the following main successive operations: a) Preparation of a viscose or similar, the degree of maturation and fluidity of which vary according to the na- ture and weight of the paper to be waterproofed. b) Coating of viscose on one side of the paper by adjustable contact, then impregnating the viscose into the paper for an appropriate time. c) Viscose coating on the other side, then impregnation of the viscose into the paper.
The viscose coating can also take place simultaneously on both sides of the paper or on only one side. d) Spinning, pressing to remove and recover the excess viscose on the paper. e) Coagulation by passing the paper through a bath of suitable nature and composition which vary with the nature and weight of the paper. f) Spinning, washing, drying by heating and ventilating and winding.