<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE ET COMPOSITIONS CONVENANT A L'ENCOLLAGE DES MATIERES
FIBREUSES.
<Desc/Clms Page number 2>
L'invention concerne l'encollage du papier, carton, fils ou tissus textiles, imitations de cuir, et matières fibreuses analogues, et en particulier un procédé perfectionné d'encol- lage de ces matières qui permet de les rendre plus résistantes à l'action de l'eau que jusqu'à présent, ainsi que des nouvel- les compositions, qui sont non seulement des agents d'encollage avantageux, mais encore sont susceptibles d'autres applications .ih téressantes.
De nombreuses matières diverses ont servi à encoller les fibres des types précités. Ce sont, par exemple, des résines de divers types naturelles et synthétiques, la paraffine, les cires de divers types, les matières bitumineuses ou asphalti- ques, les goudrons, etc..., mais la matière d'encollage emplo- ' le plus souvent d'une manière générale dans la pratique industrielle est la résine de pin ou la colophane. Le procédé ordinaire d'encollage du papier consiste par exemple à ajouter une dispersion aqueuse de l'agent d'encollage aux fibres à encoller dans la pile ou le Hollander dans laquelle l'agent d'encollage se précipite sur les fibres avec l'alun à papier, etc....
Ce procédé d'encollage est très commode, mais, en particulier dans ces dernières années, il est devenu relati- vement coûte ux, à cause du prix croissant de la résine de pin.
De plus, il ne permet pas d'obtenir l'encollage le plus avan- tageux surtout lorsqu'on désire obtenir un papier extrêmement résistant à l'action de l'eau, par exemple le papier d'embal-
Kraft lage/ , le carton, etc....
Un objet important de l'invention consiste dans un agent d'encollage qui permet de remédier aux inconvénients précités des produits d'encollage ordinaires et qui est d'une fabrica- tion et d'un uaage plus économique.
D'autres objets de l'invention sont les suivants :
Une composition d'encollage du papier, qui peut être entièrement dérivée du pétrole;
<Desc/Clms Page number 3>
des objets fabriqués perfectionnés , en particulier du papier encollé, etc... , résistant mieux à l'action de l'eau que les produits antérieurs d'un type analogue; de nouvelles compositions émulsifiables, pouvant servir, non seulement d'agents d'encollage, mais encore susceptibles d'autres applications importantes, qui seront indiquées en détail plus loin.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description donnée ci-après de quelques - unes de ces formes de réalisation choisies de préférence, étant entendu que l'invention n'est pas limitée à ces formes de réalisation mais est susceptible d'applica- tions plus générales, ainsi qu'il a déjà été dit.
Il a été découvert qu'on obtient une composition convenant particulièrement à l'encollage du papier et des matières fibreuses analogues, au moyen d'un nouveau mélange de sels d'acides naphténiques dont l'indice d'acidité est inférieur à 200 avec des agents d'encollage ordinaires, de préférence avec les extraits à prépondérance cyclique qu'on peut obtenir à partir d'une huile minérale. Pour simplifier , les acides naphténiques et les sels des acides naphténiques seront dési- gnés d'une manière générale sous le nom de naphténates. L'indice d'acidité des acides naphténiques est le nombre de milligrammes d'hydrate de potassium qui neutralise les acides d'un échantil- lon d'un gramme d'acide naphténique.
Une source particulière- ment avantageuse de naphténate possédant les propriétés conve- nant à l'invention consiste dans les naphténates obtenus au cours du raffinage du pétrole et de ses divers produits, en particulier de l'huile lubrifiante. Les procédés décrits dans les brevets des Etats-Unis n 1.582.257 et 2.003.640 par exemple permettent de préparer les naphténates qui peuvent servir dans les nouvelles compositions suivant l'invention, pourvu
<Desc/Clms Page number 4>
que les matières premières soient choisies convenablement et/ou que les acides naphténiques soient traités d'une manière appropriée donnant la certitude que le produit final consiste en naphténates dont l'indice d'acidité est inférieur à 200 et de préférence compris entre environ 75 et 175.
Les naphténa- tes ordinaires du commerce ne satisfont pas à cette condition, mais sont des mélanges dont on peut séparer les acides naphté- niques dont l'indice d'acidité convient à l'application suivant l'invention =Par exemple, on peut séparer les acides naphté- niques possédant l'indice d'acidité voulu de leurs mélanges avec des acides naphténiques indésirables d'indice d'acidité plus élevé, en éliminant ces derniers par distillation frac- tionnée et en ne se servant que des acides naphténiques à points d'ébullition supérieurs à environ 200 C sous une pression de 0,5 mm de mercure. Les acides naphténiques qui conviennent particulièrement sont ceux dont les points d'ébul- lition sont compris entre environ 250 et 350 C sous une pression de 0, 5 mm de mercure.
Les sources les plus avanta- geuses des naphténates à employer dans les nouvelles compo- sitions suivant l'invention sont les huiles de pétrole à points d'ébullition supérieurs à 200 C sous une pression de 0,5 mm de mercure et en particulier les fractions d'huile à lubrifiante ou analogues ,7points d'ébullition compris entre environ 250 et 350 C, sous une pression de 0,5 mm de mercure.
Le naphténate choisi ou mélange de naphténates corres- pondant à des acides naphténiques à 'indice d'acidité infé- rieur à 200, sert de préférence à l'encollage , sous forme d'émulsion aqueuse avec un agent d'encollage, de préférence du type des hydrocarbures ou mieux encore des extraits aroma- tiques des huiles minérales précitées.
Ces naphténates ont spécialement l'avantage, non seulement d'améliorer l'encollage mais encore d'être susceptibles de former des émulsions stables
<Desc/Clms Page number 5>
du type de l'eau dans l'huile avec des agents d'encollage du type des hydrocarbures et en particulier les extraits cycliques de pétrole qui peuvent être facilement transformés en émulsions du type de l'huile dans l'eau, qui sont très stables et cepen- dant peuvent se précipiter en présence des fibres du papier par les agents de précipitation ordinaires de la fabrication du papier.
Cette combinaison remarquable de propriétés avan- tageuses permet de préparer des compositions d'encollage très peu coûteuses et extrêmement efficaces, sous forme d'émulsions concentrées du type de l'eau dans l'huile qui peuvent être expédiées facilement à bas prix, conservées jusqu'à ce qu'on en ait besoin et facilement diluées dans la machine à papier sans difficulté résultant de la séparation des phases , ni diminution du pouvoir d'encollage en formant des émulsions du type de l'huile dans l'eau, qui peuvent servir à l'encol- lage de la même manière que les encollages ordinaires formés par les émulsions de résine de pin.
Par exemple, pour encol- ler le papier les émulsions suivant l'invention peuvent être ajoutées à la pâte à papier dans la pile à un moment quelconq--- du pilage, quoique d'une manière générale, il soit plus avan- tageux de les introduire lorsque le pilage est à peu près terminé. L'encollage peut aussi s'effectuer dans la machine Jordan ou sur les tamis. Un grand nombre d'agents de précipi- tation peuvent servir à fixer les nouvelles compositions d'encollage sur les fibres, L'alun, le sulfate d'aluminium, le chlorure de calcium, les acides tels que les acides sulfu- rique et chlorhydrique, etc.'.., conviennent tous à cet effet, mais on donne la préférence à l'alun à papier.
L'agent peut être ajouté à la fibre en même temps que l'agent d'encollage, mais de préférence on l'ajoute d'une manière générale plus tard au cours de l'opération, en laissant ainsi un temps suffisant à l'encollage pour se répartir uniformément avant d'introduire l'agent de prépipitation.
<Desc/Clms Page number 6>
La proportion totale de l'agent d'encollage et du naphté- nate la plus avantageuse dépend de la nature de la matière fi- breuse à traiter, de l'usage auquel elle est destinée, du type de naphténate choisi, et de son procédé d'application. Une proportion ne dépassant pas 0,2 % basée sur le poids sec du papier, est efficace, mais elle peut atteindre 10 % ou davantage et les proportions choisies de préférence sont généralement comprises entre environ 0,5 et environ 3%.
Pour préparer les émulsions naphténates à indice d'aci- dité inférieur à 200, à employer suivant l'invention, on peut choisir un grand nombre de matériaux à titre de phase disper- sée. Les huiles ou cires telles qu'elles sont décrites dans le brevet des Etats-Unis n 1. 899.086 par exemple, peuvent servir en combinaison ou séparément , par exemple les hydrocarbures tels que les ]huiles lubrifiantes, l'huile de broche , les asphaltes, bitumes etc... Mais les extraits cycliques sont particulièrement avantageux dans la prépara- tion des émulsions car non seulement ils constituent des compositions d'encollage du papier extrêmement avantageuses, ainsi qu'il a déjà été dit, mais encore sont susceptibles d'autres applications intéressantes.
Les extraits cycliques qui font partie des nouvelles compositions suivant l'invention sont les produits de nature aromatique et naphténique prédominante, qu'on peut obtenir par extraction du pétrole ou des huiles analogues, y compris les produits d'hydrogénation de la houille, etc..., avec des solvants sélectifs pour les éléments non paraffiniques. De nombreux solvants polaires peuvent servir à la préparation de ces extraits, tels que l'anhydride sulfureux liquide, le phénol, l'acide crésylique, le furfural, l'éther béta-béta di-chloroéthylique, le nitrobenzène, les sulfolanes et les sulfolènes, etc...... Les brevets des Etats-Unis N s 2.023.375 2.357.344, 2.360.859, 2. 365.898 par exemple donnnent la
<Desc/Clms Page number 7>
description de solvants qui peuvent être choisis avan- tageusement.
Les combinaisons de solvants telles que le phénol avec l'acide crésylique ou l'anhydride sulfu- reux liquide avec le benzène ou le toluène, par exemple, peuvent convenir et on obtient aussi des extraits appro- priés par le procédé.dit du solvant double avec des sol- vants qui ne se mélangent pas entre eux, par exemple l'acide crésylique avec le propane. Les procédés de ce type qui peuvent être appliqués sont décrits par exemple dans les brevets des Etats Unis n s 2. 023.109, 2. 124.606 et 2.322.083. Il est également avantageux de réextrai- re l'extrait initial par un solvant non miscible pour améliorer la sélectivité de l'extraction. Par exemple, on a constaté que l'extraction des extraits Edeleanu des huiles lubrifiantes par l'essence, etc...., améliore les propriétés d'encollage des compositions ainsi pré- parées suivant l'invention.
D'autres procédés d'extrac- tion qui peuvent être appliqués sont décrits par exemple dans les brevets des Etats-Unis n s 2. 081.721, 2. 114.524 et 2.139.392. Une distillation extractive peut rempla- cer ou se combiner avec les procédés d'extraction préci- tés, des procédés appropriés étant décrits par exemple dans les brevets des Etats-Unis n s 2. 109.157 et 2. 407.820.
Les extraits des huiles de pétrole lourdes telles que les huiles lubrifiantes et produits résiduels con- viennent particulièrement aux nouvelles compositions d'encollage suivant l'invention, mais d'autres fractions de pétrole ou de produits d'hydrocarbures analogues peu- vent aussi servir avec succès de source d'extraits.
Les extraits peuvent être dérivés par exemple des pro- duits de distillation lubrifiants, des huiles lourdes de
<Desc/Clms Page number 8>
graissage ou des huiles à cylindres, dont la densité peut être comprise par exemple entre 15 et 8 API ( American Petroleum Institute ) à 16 C. On peut les obtenir à partir d'une huile de pétrole mixte quelconque, telle que le brut du Mid-Continent, de Coastal, ou de Californie, ou avec un moindre rendement, des huiles du type de Pennsylvanie. Pour préparer les encollage sui- vant l'invention, on donne la préférence aux extraits à points d'ébullition supérieurs à 300 C, sous une pres- sion de 760 mm. de mercure et mieux, aux extraits à points d'ébullition compris entre 125 et 300 C, sous une pression de 1 mm. de mercure.
On obtient généralement, avec les extraits plus visqueux des émulsions possédant les pro- priétés d'encollage les plus avantageuses, mais ils peu- vent être un peu plus difficiles à émulsifier. C'est pourquoi les extraits dont la viscosité est comprise en- tre environ 75 et 325 secondes Saybolt univ. à 98,8 C ont des avantages, quoiqu'on donne la préférence aux extraits plus visqueux, par exemple d'une viscosité de 400 à 5000 secondes Saybolt univ. à 98,8 C, lorsqu'on peut employer sans inconvénient un broyeur à colloïdes ou autre installation analogue, ou appliquer un procédé d'agitation prolongé ou autre, pour provoquer l'émulsi- fication pendant la préparation des émulsions initiales et/ou pendant leur transformation en émulsions du type de l'huile dans l'eau.
On obtient de bons résultats avec les extraits provenant de fractions à points d'ébullition rapprochés tels qu'ils sont décrits dans le brevet des Etats-Unis n 2. 115.960. Il est parfois avantageux de fractionner l'extrait initial pour séparer les fractions possédant des propriétés particulièrement satisfaisantes, par exemple on a constaté qu'avec la fraction à points d'ébullition les plus élevés, qui représente 50 à 75%
<Desc/Clms Page number 9>
d'un extrait Edeleanu d'une huile lubrifiante, on obtient un encollage de qualité supérieure ainsi que l'indique la perméabilité à l'eau du papier encollé.
La proportion entre le naphténate à indice d'aci dité inférieur à 200 et l'agent d'encollage du type des hydrocarbures servant à préparer les émulsions de ces produits pour encollage du papier, est variable mais d'une manière générale, elle doit être choisie de façon à correspondre à environ 3 à environ 75, de préférence à 3 à 50 et mieux à 5 à 50% en poids de naphténate basé sur le poids total du naphténate et de l'agent d'encolla- ge du type des hydrocarbures. S'il y a lieu, on peut améliorer les propriétés émulsifiantes du naphténate choisi par l'addition d'une faible proportion générale- ment comprise entre environ 0,1% et 5% en poids du naph- ténate et de l'hydrocarbure d'un autre agent émulsifiant.
Le savon, les alkyl sulfates supérieurs, les sels d'aci- des sulfoniques organiques en particulier les alkylaryl sulfonates, le rosinate de sodium, etc.... peuvent ser- vir d'agents émulsifiants supplémentaires lorsque le naph ténate par lui-même n'est pas suffisant pour faire acqué- rir la stabilité voulue à l'émulsion, soit parce que l'indice d'acidité de l'acide naphténique choisi est trop élevé, soit parce que sa proportion est insuffisante.
Cependant, les émulsions d'encollage les plus avantageu- ses sont celles qu'on prépare à partir des naphténates d'un indice d'acidité inférieur à 200, sans autres agents émulsifiants.
On a constaté que pour obtenir les émulsions dont les particules ont la grosseur la plus avantageuse pour l'encollage du papier, il est avantageux de mélan- ger l'acide naphténique choisi ou le mélange d'acide naphténique et d'hydrocarbure, de préférence l'extrait
<Desc/Clms Page number 10>
cyclique précité, en chauffant le mélange s'il y a lieu, pour obtenir une répartition uniforme des hydro- carbures visqueux, puis d'ajouter une base aqueuse en quantité suffisante pour neutraliser sensiblement les acides naphténiques existants. On peut ainsi préparer une émulsion du type de l'eau dans l'huile à particules de grosseur moyenne, très uniformes, qui, en la diluant davantage,peut être transformée en une émulsion du type de l'huile dans l'eau, en particules très fines, qui convient parfaitement à l'encollage du papier.
Le point de transformation du type de l'émulsion correspond généralement à une proportion d'environ 40 à environ 50% d'eau dans l'émulsion.
Un grand nombre d'agents alcalins différents peuvent servir à préparer les émulsions, telles que les hydrates ou carbonates des métaux alcalins ou d'am- monium, en donnant la préférence aux hydroxydes de so- dium ou de potassium à cause de leur prix relativement bas. Les carbonates correspondants, en particulier de sodium et de potassium, exigent des températures plus élevées et par suite sont un peu moins avantageux. On peut aussi employer les hydrates de métaux alcalino- terreux, par exemple de calcium et de magnésium,etc...
Dans certains cas, la neutralisation par une base or- ganique telle que les amines aliphatiques, alicycli- ques, ou aromatiques, primaires, secondaires ou ter- tiaires, ou les bases d'ammonium quaternaires est avan- tageuse, et on peut choisir dans ce cas les amines solubles dans l'eau telles que la diméthylamine, pro- pylamine, cyclohexylamine, les éthanolamines, etc...
La base choisie est employée de préférence sous forme de solution aqueuse en concentration d'environ 5 à en-
<Desc/Clms Page number 11>
-viron 30% et de préférence d'environ 5 à 15%. On pré- pare les émulsions les plus stables avec une proportion de base légèrement inférieure à la proportion stoichiom- trique, de préférence d'environ 85 à 95% de la quantité nécessaire à la neutralisation des acides naphténiques.
Le pH de l'émulsion finale doit être compris entre en- viron 8 et 13 et de préférence entre 10 et 11,5. Si l'é- mulsion initiale est trop acide ou trop alcaline, on peut l'amener au pH voulu en ajoutant une base ou un acide faible.
Ainsi qu'il a déjà été dit, les émulsions d'en- collage suivant l'invention préparées avec les naphténa- tes à indice d'acidité inférieur à 200 sont des compo- sitions extrêmement stables, qui ne se coagulent pas facilement en l'absence de fibres de cellulose. Cepen- dant, on peut éventuellement observer dans ces émulsions une certaine séparation des phases à la suite d'un re- pos prolongé, mais on peut leur faire reprendre leur état homogène en les secouant ou les agitant. On peut même empêcher cette séparation de phase de se produire par l'addition d'une faible quantité de colloïdes pro- tecteurs tels que la caséine et les gommes.
L'invention n'est évidemment pas limitée au procédé de préparation des nouvelles émulsions d'encolla- ge décrites ci-dessus, car d'autres procédés sont éga- lement applicables. Par exemple, on peut préparer des agents d'encollage extrêmement efficaces en mélangeant ensemble un extrait cyclique d'huile lubrifiante,par exemple, et des acides naphténiques antérieurement neu- tralisés à indice d'acidité inférieur à 200, de préfé- rence les naphténates de sodium, et en diluant ensuite le mélange avec la quantité d'eau nécessaire.
Les émul- sions de naphténates de sodium à indice d'acidité in-
<Desc/Clms Page number 12>
férieur à 200 et les hydrocarbures à points d'ébullition élevés obtenus sous forme de produits lourds dans le raf- finage des huiles de pétrole, par distillation en présen- ce de la soude caustique, conviennent également très bien à l'encollage suivant l'invention.
A l'encontre des encollages qu'on emploie générale- ment dans la fabrication du papier et du carton, en gé- néral sous forme de solutions très diluées, par exemple en concentration d'environ 0,1 à 0,5 %, les produits sui- vant l'invention peuvent être souvent employés sous for- me beaucoup plus concentrée. Par exemple, on obtient d'excellents résultats dans la fabrication du papier et du carton avec des émulsions du type de l'huile dans l'eau en concentration de 20 à 50 % .
Ainsi qu'il a déjà été dit, les nouveaux produits d'encollage suivant l'invention peuvent être employés sans aucune autre modification dans l'opération de fabri- cation du papier. On les précipite de préférence sur la fibre au moyen de l'alun de fabrication du papier et il est avantageux que pendant cette précipitation le pH soit compris entre environ 4,5 et 6, suivant le type de la pâte à papier. On peut régler le pH s'il y a lieu en introduisant un acide dilué dans la pile. On obtient une précipitation satisfaisante avec environ 25 gr. de sulfate d'aluminium par kg. de matière sèche contenue dans la pile. L'excès d'aluminium doit être évité dans le papier, car il exerce une influence nuisible sur la perméabilité à l'eau.
Les produits d'encollage suivant l'invention peu- vent servir à fabriquer des papiers à charge de kaolin, etc.... ainsi que les papiers ne contenant pas de char- ge. Les nouveaux produits d'encollage ne donnent pas non plus lieu à des complications avec les matières co-
<Desc/Clms Page number 13>
lorantes du papier. Ils sont, non seulement moins coû- teux que les produits d'encollage ordinaire mais encore leur pouvoir d'encollage est supérieur à celui qu'on pour- rait s'attendre à obtenir avec l'un ou l'autre des élé- ments du produit.
Les exemples suivants ont trait à des applications spéciales des produits d'encollage suivant l'invention et font apparaître leurs avantages dans l'encollage du pa- pier.
Exemple 1 - Pour faire apparaître la supériorité des compositions suivant l'invention par rapport à la résine de pin dans les émulsions d'encollage avec un ex- trait par le furfural d'un distillat d'huile lubrifiante de pétrole de Californie ( huile lubrifiante de la caté- gorie pour moteurs, d'une viscosité de 200 secondes Saybolt univ. à 98,8 C) on a préparé quatre émulsions en ajoutant une quantité suffisante d'une solution d'hydrate de sodium à 10% à des mélanges de l'extrait et de l'aci- de naphténique déshuilé à indice d'acidité de 150 ou de résine de pin, pour saponifier 90% de l'acide. On mélan- ge l'émulsion d'eau dans l'huile ainsi obtenue en l'agi- tant modérément pendant 15 minutes. Puis on transforme l'émulsion par addition d'eau, de façon à former une émul- sion à 50% d'huile dans l'eau.
L'agitation au cours de la transformation s'effectue dans un homogénéisateur Ep- penbach à une vitesse de cisaillement aussi grande que possible, sans introduction d'air.
On dilue les émulsions d'encollage à 1% d'huile dans l'eau et on l'ajoute à la pâte de papier Kraft pi- lée à raison de 2% d'encollage basé sur le poids sec de la pâte à papier. On agite la pâte encollée pendant 15 minutes, puis on ajoute 3% d'alun de fabrication du papi - basé sur le poids sec de la pâte, pour précipiter l'en- collage et on continue à agiter pendant encore 15 minutes.
<Desc/Clms Page number 14>
On forme des feuilles avec la pâte et on les sèche à 110 C. On compare les feuilles sèches ainsi obtenues au point de vue de la durée de leur mouillage, c'est-à-dire du temps qui est nécessaire pour que des taches mouillées apparaissent à la partie supérieure du papier flottant sur l'eau, et au point de vue de leur absorption de l'en- cre, c'est-à-dire de la surface tachée par 0,05 cmc d'en- cre déposée en gouttes sur le papier et séchée, et on a obtenu les résultats suivants:
EMI14.1
<tb> Parties <SEP> en:Parties <SEP> en <SEP> ;Parties <SEP> en:Durée <SEP> de; <SEP> Absorption <SEP> de <SEP> ; <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> :poids <SEP> de <SEP> :poids <SEP> d'a- <SEP> : <SEP> poids <SEP> de <SEP> :mouilla-:l'encre <SEP> mm2
<tb>
<tb>
<tb> :l'extrait.:cide <SEP> naph- <SEP> résine <SEP> de:-ge <SEP> par
<tb>
<tb>
<tb> :-ténique <SEP> :
<SEP> pin. <SEP> :l'eau
<tb>
<tb>
<tb> :Ind. <SEP> d'aci- <SEP> :minutes.:
<tb>
<tb>
<tb> dite <SEP> 150. <SEP> ; <SEP>
<tb>
<tb> ¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> dite <SEP> 150. <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> ¯¯¯¯¯¯ <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> 95 <SEP> : <SEP> 5 <SEP> :- <SEP> 10 <SEP> : <SEP> 62 <SEP> :
<tb>
<tb>
<tb> 95 <SEP> :- <SEP> : <SEP> 5 <SEP> : <SEP> 6 <SEP> 81 <SEP> :
<tb>
<tb>
<tb> : <SEP> 80 <SEP> : <SEP> 20- <SEP> 28 <SEP> 39 <SEP> :
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> :- <SEP> : <SEP> 20 <SEP> : <SEP> 16 <SEP> : <SEP> 46
<tb>
Avec une fraction à point d'ébullition plus bas de l'extrait au furfural d'une viscosité de 60 secondes à 98,8 C, au lieu de la viscosité précitée, l'encollage est de moins bonne qualité, mais reste meilleur dans le cas de l'encollage contenant le naphténate à indice d'acidité 150.
On obtient d'aussi bons résultats en remplaçant la pâte à papier Kraft par la pâte au sulfite.
Exemple 2 - On émulsifie un mélange d'environ 75% en poids d'un résidu d'huile lubrifiante à point d'ébulli- tion supérieur à 300 C, et d'environ 25% de '.sels de so- dium, d'acides naphténiques à indice d'acidité d'environ 150, avec de l'eau chaude, dans des conditions différentes d'agitation, de température et de pH, et on le compare avec un encollage de résine de pin en encollant une pâte à papier Kraft en concentrations différentes et on obtient les résultats suivants:
<Desc/Clms Page number 15>
EMI15.1
<tb> Agent <SEP> d'encollage:Agitateur:Dilution <SEP> par <SEP> l'eau:pH <SEP> de: <SEP> Essai <SEP> d'encollage
<tb>
<tb> :type <SEP> temp. C:l'é- <SEP> : <SEP> sec.TAPPI <SEP> norm.
<tb>
<tb>
: <SEP> :mul- <SEP> : <SEP> 1,5% <SEP> 3,0%
<tb>
<tb> : <SEP> : <SEP> @ <SEP> : <SEP> sion <SEP> : <SEP> encollage <SEP> encollage <SEP>
<tb>
EMI15.2
##### ####*
EMI15.3
<tb> Résine <SEP> de <SEP> pin <SEP> : <SEP> - <SEP> : <SEP> 31 <SEP> 32
<tb>
<tb> : <SEP> Mélange <SEP> d'hy- <SEP> : <SEP>
<tb> : <SEP> drocarbure <SEP> et
<tb> : <SEP> de <SEP> naphténate <SEP> :Hélice <SEP> :distillée <SEP> 40-50 <SEP> :11,4 <SEP> : <SEP> 31 <SEP> 39
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> d <SEP> d <SEP> d <SEP> 98 <SEP> :11,2 <SEP> : <SEP> 33 <SEP> 43
<tb>
EMI15.4
#####
EMI15.5
<tb> : <SEP> d <SEP> :Homogénei- <SEP> d <SEP> 98 <SEP> :11,2 <SEP> . <SEP> 33 <SEP> : <SEP> 41
<tb> :sateur <SEP> :
<tb>
<tb> d <SEP> d <SEP> :eau <SEP> de <SEP> 90-95 <SEP> :10,9 <SEP> . <SEP> 32 <SEP> :
<SEP> 40
<tb> ville <SEP> :
<tb>
EMI15.6
###*
EMI15.7
<tb> d <SEP> : <SEP> d <SEP> :distillée <SEP> 85 <SEP> : <SEP> 9,5'+ <SEP> 34 <SEP> : <SEP> 40
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb>
<tb> d <SEP> d <SEP> d <SEP> 70-80 <SEP> :11,3 <SEP> : <SEP> 34 <SEP> : <SEP> 38
<tb>
EMI15.8
###* #
EMI15.9
<tb> : <SEP> 2+7 <SEP> pH <SEP> réglé <SEP> avec <SEP> de <SEP> l'acide <SEP> borique.
<tb>
On voit d'après ces résultats que dans des con- ditions très différentes les compositions nouvelles sui- vant l'invention sont complètement équivalentes ou légère- ment supérieures à l'encollage normal de résine de pin aux faibles concentrations et lui sont nettement supérieures aux plus fortes concentrations. On constate au moyen de micrographies électroniques que les particules d'encollage sur les fibres sont beaucoup plus petites et plus unifor- mément réparties dans le cas du mélange du résidu d'huile lubrifiante et de naphténates à indice d'acidité inférieur à 150 que dans celui de l'encollage de résine.
Exemple 3 - Des essais comparatifs ont été effec- tués d'une part avec un extrait aromatique de pétrole d'une viscosité de 537 secondes Saybolt univ. à 98,8 C et des acides naphténiques à indice d'acidité inférieur à 150 contenant environ 3% d'huile et d'autre part avec une même quantité de résine de pin. On a préparé les émul- sions en mélangeant 80 parties de l'extrait avec 20 par- ties d'acide naphténique ou de résine de pin, 1,9 à 2,1 parties d'hydrate de sodium et 100 parties d'eau dans un mélangeur Waring pendant 30 minutes à 80 C, puis en ajou- tant de l'eau de façon à former une émulsion de 50% et en
<Desc/Clms Page number 16>
continuant à mélanger pendant 30 minutes.
Les émulsions ont servi à encoller du papier Kraft comme dans l'exemple 1 et on a obtenu les résultats suivants:
EMI16.1
<tb> Encollage <SEP> : <SEP> Naphténates <SEP> à <SEP> indice <SEP> . <SEP> Résine <SEP> de <SEP> pin <SEP> + <SEP> : <SEP>
<tb>
<tb> : <SEP> : <SEP> d'acidité <SEP> de <SEP> 150 <SEP> + <SEP> : <SEP> extrait <SEP> aroma- <SEP> : <SEP>
<tb>
<tb> : <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> : <SEP> extrait <SEP> aromatique, <SEP> tique. <SEP> :
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb>
<tb> ;Encollage <SEP> % <SEP> du:
<tb>
<tb> poids <SEP> sec <SEP> du <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb>
<tb> :papier <SEP> : <SEP> 1,8 <SEP> : <SEP> 1,95 <SEP> :
<tb>
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb>
<tb> :Essai <SEP> d'encol-: <SEP> : <SEP> :
<tb>
<tb> :lage <SEP> fluorés- <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb>
<tb> :cent,secondes <SEP> : <SEP> 182 <SEP> :
<SEP> 70 <SEP> :
<tb>
L'essai d'encollage fluorescent a été effectué de la manière décrite par Van den Akker et ses collaborateurs dans le "Paper Trade Journal", tome 109, page 33 (1939) et fait apparaître nettement la supériorité du mélange de naphténate et d'extrait aromatique.
Exemple 4 - La supériorité de la stabilité des compositions des émulsions suivant l'invention ressort des résultats suivants obtenus avec des émulsions d'un extrait fortement aromatique d'une viscosité de 2030 secondes, à 98,8 C provenant d'un distillat industriel d'une huile lu- brifiante de pétrole de Californie, d'une viscosité de 200 secondes Saybolt univ. à 98,8 C. Toutes les émulsions ont été préparées de la même manière.
EMI16.2
<tb>
:Composition <SEP> (parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> ; <SEP> Stabilité <SEP> Grosseur <SEP> des <SEP> parti-:
<tb>
<tb> pour <SEP> 100 <SEP> parties <SEP> d'eau) <SEP> : <SEP> ;cules <SEP> de <SEP> l'émulsion
<tb>
EMI16.3
###
EMI16.4
<tb> :95 <SEP> p. <SEP> d'extrait <SEP> d'huile <SEP> lubr. <SEP> : <SEP> Stable <SEP> :Majorité <SEP> d'environ
<tb>
<tb> 5 <SEP> p. <SEP> de <SEP> naphténate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> : <SEP> 0,2 <SEP> micron.
<tb>
<tb> (indice <SEP> d'acidité:142)
<tb>
EMI16.5
###
EMI16.6
<tb> :95 <SEP> p. <SEP> d'extrait <SEP> d'huile <SEP> lubr. <SEP> Emulsion <SEP> :Grosses,nombreuses
<tb>
<tb> 5 <SEP> p. <SEP> du <SEP> produit <SEP> de <SEP> condensa- <SEP> détruite <SEP> :particules <SEP> dépas- <SEP> ; <SEP>
<tb>
<tb> :
<SEP> tion <SEP> d'oxyde <SEP> d'éthylène <SEP> en <SEP> une <SEP> :sant <SEP> 20 <SEP> microns. <SEP> :
<tb>
<tb> et <SEP> d'alcool <SEP> : <SEP> nuit <SEP> :
<tb>
EMI16.7
###
EMI16.8
<tb> :95 <SEP> p. <SEP> d'extrait <SEP> d'huile <SEP> lubr. <SEP> : <SEP> Emulsion <SEP> :N'a <SEP> pu <SEP> être <SEP> mesurée:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> p. <SEP> de <SEP> monolaurate <SEP> de <SEP> sorbi-: <SEP> détruite <SEP> :à <SEP> cause <SEP> de <SEP> l'insta-:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> : <SEP> tan <SEP> et <SEP> du <SEP> dérivé <SEP> polyoxy- <SEP> immédia- <SEP> :bilité <SEP> de <SEP> l'émulsion
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> éthylène <SEP> de <SEP> monolaurate <SEP> : <SEP> tement <SEP> :
<tb>
<tb>
<tb> : <SEP> de <SEP> sorbitan <SEP> par <SEP> quanti- <SEP> : <SEP> :
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> :
<SEP> tés <SEP> égales. <SEP> :
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> :95 <SEP> p. <SEP> d'extrait <SEP> d'huile <SEP> lubr. <SEP> : <SEP> Très <SEP> ins-:N'a <SEP> pu <SEP> être <SEP> mesurée:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> : <SEP> 5 <SEP> p. <SEP> de <SEP> pétrole <SEP> sulfonates <SEP> de: <SEP> table <SEP> :à <SEP> cause <SEP> de <SEP> l'insta-:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> : <SEP> sodium <SEP> : <SEP> ;bilité <SEP> de <SEP> l'émulsion
<tb>
<Desc/Clms Page number 17>
Les essais d'encollage avec l'émulsion précitée de l'extrait d'huile lubrifiante et de naphténate de so- dium, en proportion d'1,95% basée sur le poids sec de la pâte à papier Kraft, ont donné les résultats suivants: Essai de résistance à l'eau Pénétration au bout de 41 (Procédé normal TAPPI) secondes.
Essai d'encollage fluores- Pénétration au bout de 195 cent secondes.
Les autres émulsions étaient trop instables pour justifier les essais d'encollage.
Exemple 5 - La supériorité des émulsions des ex- traits aromatiques avec les naphténates à indice d'acidi- té inférieur à 200 comparées à une émulsion semblable préparée avec des naphténates à indice d'acidité supérieur ressort des résultats suivants obtenus avec des émul- sions contenant 50% d'eau, 45,5% d'un extrait Edeleanu de viscosité de 79,8 secondes Saybolt univ. à 98,8 C et 4,5% de naphténate, préparé en ajoutant une quantité suffisante d'une solution à 5% d'hydrate de sodium au mélange d'extrait et d'acide naphténique, pour obtenir un excès de base de 5% par rapport à celle qui est né- cessaire pour neutraliser l'acide naphténique et en di- luant le mélange avec de l'eau.
On a déterminé la sta- bilité des émulsions à différents instants au moyen d'un appareil normalisé, l'appareil d'essai de la stabilité des émulsions de Herschel, à 55 C en agitant pendant 5 minutes à 1500 tours par minute, la vitesse de la sé- paration des phases étant une mesure de la stabilité.
EMI17.1
<tb>
: <SEP> Forme <SEP> de:Indice <SEP> d'a-:Poids:% <SEP> d'huile:Cmc <SEP> de <SEP> la <SEP> phase <SEP> supé-:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> :naphténate:cidité <SEP> de <SEP> :molé.c:dans <SEP> l'a- <SEP> rieure <SEP> séparée <SEP> de <SEP> 80
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> :1'acide <SEP> :moyen:cide <SEP> brut:cmc <SEP> d'émulsion <SEP> au
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> : <SEP> :naphténique:de: <SEP> :bout <SEP> de <SEP> : <SEP> heures
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> : <SEP> :exempt <SEP> :l'ac. <SEP> :4-8 <SEP> 20-24 <SEP> 44-48 <SEP> 196
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> : <SEP> :d'huile <SEP> mg.:naph-:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> : <SEP> : <SEP> KOH/gr. <SEP> :tén. <SEP> : <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> :Naphténate:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> :de <SEP> sodium <SEP> : <SEP> 118 <SEP> : <SEP> 475 <SEP> 3,2 <SEP> :
<SEP> o <SEP> 2 <SEP> 2,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> :Naphténate: <SEP> :
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> :de <SEP> sodium <SEP> : <SEP> 257 <SEP> : <SEP> 244 <SEP> : <SEP> 10,0 <SEP> : <SEP> 44 <SEP> 44 <SEP> 44
<tb>
<Desc/Clms Page number 18>
Quoiqu'on ait fait ressortir spécialement dans ce qui précède les avantages des nouvelles compositions suivant l'invention, au point de vue de l'encollage du papier et des matières fibreuses analogues, en particu- lier des fibres de cellulose et analogues, à cause de l'importance spéciale de cette nouvelle application des produits suivant l'invention, ceux-ci sont susceptibles de nombreuses autres applications avantageuses.
Par exemple, ils conviennent particulièrement à l'arrosage des plantes dans les exploitations agricoles lorsqu'on désire appliquer sur les plantes une couche résiduelle mince et collante susceptibles d'y retenir les produits insecticides, cryptogamiques ou analogues qui y ont été appliqués. Ils sont également utiles dans les émulsions aqueuses de peinture, en particulier lorsqu'on emploie pour les préparer, ainsi qu'on le fait de préférence, des extraits possédant des propriétés siccatives.
On peut facilement pigmenter ces émulsions en y ajoutant une bouillie préparée séparément d'un pigment, par exemple de lithopone, oxyde de zinc, bioxyde de titane, ocre, oxyde de fer, etc.... contenant de préférence de la colle, en agitant, en proportions d'environ 50 à 700 parties de pigment pour 100 parties d'extrait et de naphténate émulsif iés.
On voit donc que les nouvelles compositions suivant l'invention présentent de nombreux avantages, non seulement à titre de composition d'encollage,mais encore dans de nombreuses autres applications. Il doit donc être bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux applications ni aux détails d'exécution décrits à titre d'exemple.
RESUME
A. Procédé d'encollage des matières fibreuses, caractérisé par les points suivants, séparément ou en