Procédé de fabrication de papier doux et absorbant et papier obtenu selon ce procédé. La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication .de papier doux et ab sorbant et à un papier obtenu selon ce pro cédé.
Ce procédé est caractérisé par le fait qu'une suspension aqueuse de fibres -de cellu lose non hydratée obtenue par digestion de fibres végétales à l'aide de réactifs chimi ques, suspension libre de petites fibres qui produiraient des peluches dans le papier ter miné, et ayant une concentration en fibres non supérieure à environ<B>0,025%,</B> est ame née sur un tamis à déplacement continu en un endroit où ce tamis est incliné vers le haut. dans le sens de son avancement.
Le papier obtenu selon ce procédé est ca ractérisé en ce qu'il comporte de longues fibres de cellulose non hydratée -à peu près uniformément réparties et qu'il est libre de petites fibres produisant des peluches.
Dans la. mise en ceuvre du procédé, ou emploie de préférence des fibres végétales de plantes de la famille des musacées, notam ment de l'espèce des bananiers, et plus par ticulièrement et de préférence des fibres de musa textilis. Le musa textilis, à l'état brut, est composé de fibres de cellulose dans les quelles est incrustée une matière ligneuse, ces fibres étant maintenues assemblées par des gommes et des cires. Les fibres de cette matière ont une longueur plus ou moins uni forme, variant entre environ quatre et sept millimètres, et il n'existe pas -de petites fibres susceptibles de produire des peluches dans le papier terminé.
Lesdites fibres ont une forme approximativement cylindrique, elles présentent des extrémités effilées ou pointues et ont peu ou pas tendance à bou cler ou à se tordre, de sorte qu'elles ne s'en chevêtrent ou ne se feutrent pas, mais, d'autre part, elles restent séparées les unes des autres lorsqu'elles sont suspendues dans un grand volume d'eau. On a trouvé, à la suite d'expé riences, que des fibres ordinaires utilisées dans la fabrication de papier ne conviennent pas pour obtenir un papier doux et absorbant. Des fibres comme le lin et le coton ont ten dance à se tordre ensemble au cours du pro cédé, formant ainsi de petites masses qui don nent un aspect grenu au papier terminé. Des fibres telles que celles du bois sont trop courtes et, par conséquent, donnent un aspect pelucheux au papier terminé, ce qui est indé sirable.
Selon une forme de mise en aeuvre du procédé, des fibres de musa textilis sont sé parées en faisant digérer chimiquement la matière contenant ces fibres et en l'agitant ensuite sans pression mécanique, de façon à empêcher l'hydratation ou un changement dans les caractéristiques physiques des fibres, ces dernières n'étant pas déchiquetées, apla ties, effilochées ou brisées. De préférence.
pendant la digestion, la matière est soumise à une action chimique très énergique, afin de dissoudre et d'éliminer des fibres en principe la totalité des gommes et résines ainsi que les constituants ligneux ou d'incrustation, de façon que les fibres puissent être alors com plètement séparées par une simple action d'agitation en solution et sans pression pou vant provoquer une hydratation.
Bien qu'on puisse modifier quelque peu les conditions dans lesquelles on fait digérer la matière, on a trouvé qu'en procédant comme indiqué ci- dessous, les résultats désirés sont obtenus: La matière brute est placée dans un les- siveur rotatif et est cuite dans une solution très fortement alcaline, telle qu'une solution de soude caustique, pendant une longue durée, sous une pression élevée et à une tempéra ture d'environ 160 C.
LTne proportion de 450 grammes d'hydroxyde de sodium en so lution à environ<I>7</I> Jo pour 1125 - grammes de matière sèche donne entièrement satisfaction, car elle est suffisamment forte pour faire dissoudre les matières gommeuses et rési neuses qui, dans leur état naturel, forment un liant pour les fibres, et cependant pas assez forte pour influencer d'une manière préjudiciable ou détruire les caractéristiques de la matière des fibres elle-même qui con- serve ses propriétés physiques et chimiques originelles.
La pression pour la cuisson est de préférence d'au moins 7 hg par centimètre carré au-dessus de la pression atmosphéri que, et la durée de la cuisson est de pr6fé- rence de vingt-quatre heures au moins. Cette action énergique dépasse de beaucoup le trai tement usuel que l'on a fait subir à la ma tière antérieurement à la présente invention, la concentration de la solution alcaline étant quatre ou cinq fois plus forte que celle em. ployée jusqu'ici.
L'opération de digestion ayant été termi née, la matière est égouttée et cette matière égouttée et cuite est soigneusement lavée et les fibres sont séparées en les soumettant à. une simple agitation en solution, de manière que les fibres ne soient soumises à aucune pression mécanique et, par conséquent, à évi ter toute hydratation appréciable de ces der nières. Les opérations de séparation et de la vage des fibres peuvent être réalisées dans toute machine ou machines appropriées. Si on le désire, une pile raffineuse, telle qu'un cylindre raffineur, peut être utilisée, non pas comme pile raffineuse, mais comme agitateur.
Dans ce cas, le rouleau affineur est réglé par rapport à la plaque de base de façon que la matière ne soit soumise à aucune pres sion mécanique. Il y a lieu d'indiquer ici que. lorsque la matière est soumise à une pression, les caractéristiques des fibres changent et ces dernières deviennent dures et raides. Jus qu'ici, dans la fabrication de papier ordinaire, une pression élevée était exercée sur la ma tière par le rouleau affineur pendant un temps assez long.
La pile raffineuse peut être pourvue d'un mécanisme de lavage approprié, tel que le laveur cylindrique usuel, à l'aide duquel les produits chimiques employés dans l'opération de digestion, les substances gom meuses ou résineuses en suspension ou dis soutes, et toutes les autres impuretés sont éli minées des fibres. La séparation complète des fibres demande environ cinq minutes, mais on continue à faire fonctionner la machine pendant un temps beaucoup plus long afin que la matière puisse être complètement lavée et débarrassée de toutes les substances étran gères et impuretés. Après que la matière a été soigneusement lavée, elle se trouve dans les conditions voulues pour qu'on puisse lui donner la forme d'une bande continue.
Pour former avec ces fibres une bande continue de papier, ces fibres sont suspendues dans un très grand volume d'eau et on fait couler librement et rapidement la suspension diluée ainsi formée à travers un tamis se dé plaçant transversalement, les fibres restant déposées sur le tamis.
La suspension diluée contient avantageusement environ 1 kg de fibres sèches pour 500 hectolitres d'eau, c'est-à-dire qu'elle a une concentration en fibres de 0,002%. Bien qu'il ait été trouvé possible, mais cependant en obtenant des ré sultats moins satisfaisants, de porter la con centration en fibres jusqu'à 0,012%, il est reconnu que, même dans ce cas, la suspension peut parfaitement être appelée une "suspen- sion diluée" pour la différencier des suspen sions ordinaires employées dans la fabrica tion du papier, dont la concentration est d'un ordre entièrement différent, étant comprise entre 0,92% et 0,5%.
Cette matière très diluée et non hydratée est amenée sur la partie, inclinée vers le haut dans le sens de son avancement, d'une toile métallique sans fin mobile; l'eau s'écoule librement et rapidement, sans former de tourbillon, à travers ladite toile et à travers la bande de fibres déposées sur cette dernière; les fibres sont déposées uniformément sur la toile métallique sous la forme d'une bande continue sans former d'ondulations ou de rides, de sorte qu'on peut obtenir une bande de papier de toute longueur désirée, ayant une texture entièrement uniforme et homo gène et exempte de grumeaux.
Ces résultats ne sont pas possibles avec les machines Four- di-inier telles qu'elles ont été établies jus qu'ici, car il a été et il est d'usage courant de disposer la toile métallique horizontale ment ou de l'incliner vers le bas suivant l'angle désiré à partir de l'extrémité de la machine où se trouve le rouleau antérieur. Avec une disposition de ce genre, lorsque la matière est très fortement diluée, un effet d'ondulations ou de rides est produit.
Il est également important de remarquer que, si les fibres étaient hydratées, la nature de la bande formée sur le tamis serait telle qu'elle empêcherait l'eau de s'écouler rapidement et librement à travers celui-ci et à travers la bande, de sorte que les résultats désirés ne pourraient être obtenus. En procédant sui vant la présente invention, selon laquelle les fibres ne sont pas hydratées, on peut em ployer une dilution très élevée, car la nature de la bande formée sur la toile métallique est telle qu'elle ne retarde pas d'une manière appréciable le libre et rapide écoulement de l'eau à travers le tamis et la bande à mesure que cette dernière est formée sur ledit tamis.
Dans le dessin annexé, on a représenté., plus ou moins schématiquement et à titre d'exemple seulement, une machine perfec tionnée sur laquelle l'opération de formation de la bande de fibres peut être avantageu sement réalisée. La machine comporte cer tains éléments ou dispositifs qui sont de la. construction bien connue et qui, par consé quent, ne sont pas représentés en détail et n'ont pas besoin d'être décrits explicitement.
La fig. 1 est une vue en plan de dessus de cette machine, représentée plus ou moins schématiquement; La fig. 2 en est une vue de côté; La fig. 3 est une coupe longitudinale faite par la cuve de tête et l'extrémité de la toile métallique sans fin Fourdrinier où se trouve le cylindre antérieur.
Une toile métallique sans fin Fourdrinier W, à l'extrémité de la machine où se trouve le rouleau antérieur, est inclinée fortement vers le haut et vers l'arrière, c'est-à-dire dans la direction d'avancement, comme indiqué en 9, et cette partie transversale 9 forme, à pro prement parler, une paroi perforée, inclinée et mobile d'une cuve dans laquelle est main tenue, à un niveau prédéterminé, la matière fortement diluée, de façon que, lorsque la toile métallique se déplace vers le haut, l'eau de la cuve s'écoule rapidement, uniquement sous l'action de la pesanteur, à travers la toile métallique,
et les fibres sont déposées sur cette dernière d'une manière égale et uni forme sans former d'ondulations ou de rides. La toile métallique Fourdrinier est de préfé rence à grosses mailles, ayant par exemple huit mailles par centimètre carré, et à l'extré mité antérieure de la machine, ladite toile passe sur un rouleau antérieur 10. A l'extré mité de décharge de la machine, la toile mé tallique passe autour d'un rouleau coucheur approprié 11. Le brin de retour de la toile métallique peut être guidé par des rouleaux de guidage appropriés 12.
Le brin supérieur de la toile métallique Fourdrinier est sup porté par des rouleaux ou tubes formant table 13 qui sont eux-mêmes portés par un bâti présentant une partie 14 inclinée vers le haut à l'endroit de l'extrémité de la machine où se trouve le rouleau antérieur 10, ainsi qu'une partie 15 plus longue, inclinée vers le bas et s'étendant jusqu'à l'extrémité de décharge de la machine. De préférence, la partie in clinée 9 de la toile métallique Fourdrinier fait un angle d'environ 45 par rapport au plan horizontal.
Immédiatement derrière le rouleau anté rieur 10 et au-dessous de la partie antérieure fortement inclinée de la toile métallique Fourdrinier est disposé un bac 21 dans lequel l'eau coulant à travers ladite toile est des tinée à. tomber. A proximité de l'extrémité de décharge de la machine et au-dessous du brin supérieur de la toile métallique Fourdri- nier sont disposées des boîtes d'aspiration 22 dans lesquelles est entretenue une dépression, de façon que la plus grande partie de l'eau restant dans la feuille humide en soit retirée par aspiration.
Ces boîtes d'aspiration peu vent être prévues en nombre approprié quel conque, et comme elles peuvent être d'une construction ancienne et bien connue, elles ne sont représentées que schématiquement. La machine est naturellement pourvue des dis positifs de pression et de séchage usuels.
A l'extrémité antérieure de la toile métal lique Fourdrinier est placée une cuve anté rieure B qui est librement en communication avec la partie inclinée 9 de cette toile métal- iique. La cuve B peut comporter deux parois latérales 30, s'étendant vers l'arrière, qui sont espacées l'une de l'autre d'une distance infé rieure à la largeur de la toile métallique, et les bords postérieurs 30' de ces parois laté rales ont la même inclinaison que la toile mé tallique. Tous les moyens appropriés peuvent être employés pour empêcher la matière di luée de s'écouler latéralement entre les parois latérales 30 et la toile métallique, des bandes en caoutchouc 31 étant représentées dans ce but.
Au lieu de ces bandes 31, on peut utili ser les courroies ou "couvertes" usuelles. Dans l'espace compris entre les parois laté rales 30, il est prévu un fond surélevé 32 qui est situé immédiatement au-dessus du rouleau antérieur 10. Le bord postérieur de ce fond 32 est situé très près de la toile métallique Fourdrinier. La cuve B peut également com porter une chicane transversale 34 permet tant le passage par en dessous. Elle peut éga lement renfermer un rouleau mélangeur R.
Dans la présente disposition, donnée à titre d'exemple, on a représenté un bac de mélange M se déversant dans la cuve anté rieure B. Ce bac M peut affecter la forme d'une auge inclinée assez longue et compor tant des chicanes 35. L'eau et la matière peu vent être amenées à ce bac mélangeur de toute manière convenable, par exemple à l'aide de rigoles, mais, à titre d'exemple, on a représenté un tuyau. 36 qui peut être uti lisé pour amener de l'eau à l'extrémité supé rieure du bac mélangeur, et un tuyau 37 qui peut être employé pour amener la matière, partiellement diluée, à la partie supérieure du bac mélangeur.
L'eau qui a été recueillie dans le bac 21 est naturellement ramenée à la cuve anté rieure B.
Le fonctionnement de la machine sera clairement compris d'après la description qui précède en référence au dessin annexé. Tou tefois, on remarquera qu'une masse de ma tière très diluée est maintenue dans la cuve antérieure B et que l'eau s'écoule rapidement à travers la partie inclinée de la toile métal- Tique Fourdrinier, pendant que les fibres sont déposées sur cette dernière sous la forme d'une couche ou bande dont l'épaisseur peut être déterminée par la vitesse de déplace ment de la toile métallique. Ladite bande peut avoir une longueur quelconque.
L'eau s'écoule très rapidement et librement de la cuve antérieure B à. travers la toile métalli que, sans former de tourbillons, de sorte qu'une répartition uniforme des fibres sur le tamis est assurée. Les fibres s'étendent dans tous les sens, de sorte que le papier n'a pas de grain et, par conséquent, il est d'une résis tance égale et a un pouvoir d'absorption égal dans tous les sens.
Le papier ainsi obtenu a un grand nom bre d'applications, pouvant servir par exem ple de base pour des stencils, pour emballer et nettoyer des lentilles, comme emballages pour des articles de verre et des métaux polis où la flexibilité, la résistance, et une texture souple et exempte de matières abrasives sont des facteurs importants; ce papier est égale ment utilisable dans l'industrie électrique où ses grandes propriétés absorbantes sont uti lisées pour absorber des solutions isolantes, de sorte qu'il peut ainsi servir jà constituer un diélectrique pour condensateurs, ainsi qu'un revêtement pour fils et produits ana logues;
il peut encore servir à recouvrir les ailes d'aéroplanes, où sa légèreté et sa faculté d'absorption de l'enduit constituent égale ment des facteurs importants.