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BREVET D r I N V E N T I 0 N
Procédé perfectionné de fabrication du carton ou papier ondulé.
Cette invention est relative aux colles et, plus particulièrement, aux colles des types végétaux contenant de l'amidon à un état non gélatinisé, ou en partie non gélatinisé, convenant pour la fabrication du carton ou papier ondulé.
Le procédé couramment appliqué pour fabriquer le carton ou papier ondulé est une opération oontinue à deux stades. Il oonsiste à onduler une bande de papier à l'aide
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de rouleaux cannelés chauffés, à appliquer une colle sur les sommets des ondulations, d'un c8té, à placer une feuille lisse au contact de cette colle et à constituer le joint collé, ou union, à l'aide de la chaleur et d'une pression considérable. Cette opération peut être considérée comme le premier stade et constitue ce qu'on appelle un carton ou papier ondulé simple faoe, comprenant une bande de papier ondulée unie à une feuille lisse.
Le second stade de l'opération consiste à appliquer une colle sur les sommets de la surface ondulée exposée, à placer une feuille lisse au contact de cette colle et à constituer l'union avec l'aide de la chaleur et d'une pression juste suffisante pour maintenir les surfaces de papier en contact. Le résultat de ces deux opérations est un produit de papier ou carton raide comprenant deux feuilles de papier externes lisses, unies à une âme interne de papier ondulé.
Dans la fabrication du carton ondulé double face, le problème du collage est beaucoup plus difficile à résoudre que celui qui consiste à coller deux ou plus de deux feuilles ou bandes lisses de papier. Pour unir deux ou plus de deux feuilles lisses l'une à l'autre dans un procédé continu, il est possible dtexercer toute pression désirée à l'aide de rouleaux pour seconder la formation rapide d'un joint collé. Dans le cas du carton ondulé, toutefois, on ne peut appliquer qu'une pression très faible pour seconder la formation d'un joint collé entre le carton simple face et la seconde feuille lisse en raison du danger d'écrasement des ondulations.
Par suite, il se développe des points de contact médiocre à l'endroit où les sommets des ondulations ne touchent pas la feuille lisse., Il devient ainsi nécessaire d'appliquer sur les sommets des ondulations une quantité de colle suffisante pour que la colle présente remplisse complètement tous les points de contact médiocre entre la feuille lisse et les sommets des ondulations, Pour remédier à ces conditions adverses, il est
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habituellement nécessaire, lorsquton utilise des colles au silicate de soude, de chauffer le carton après que la seconde feuille plane a été amenée au contact de la colle.
Ce chauffage tend à sécher la colle et à la durcir plus rapidement. La période de chauffage est toutefois relativement courte, car les machines travaillent à une vitesse élevée, par exemple comprise entre 50 et 100 mètres par minute.
En raison de ces problèmes du collage concernant la fabrication du carton ondulée il est nécessaire que la colle utilisée soit capable d'augmenter rapidement de viscosité sous l'action de la chaleur. Lorsque le carton quitte la machine, il faut que la colle ait suffisamment fait prise pour fixer les surfaces l'une à l'autre et permettre au carton d'être découpé et autrement manutentionné.
Jusqu'à ce jour, la seule colle possédant cette caractéris- tique à un degré satisfaisant et est en même temps bon marohé est celle du type au silicate de soude. En fait, la plupart des machines actuelles fabriquant le carton ondulé ont été conçues et construites en vue de l'utilisation du silicate de soude comme colle.
Dans la fabrication du carton ondulé, il n'est pas essentiel que la colle utilisée constitue un joint collé de force agglutinante très élevée; il suffit que ce joint soit un peu plus fort que le papier lui-même. La propriété essentielle que doit posséder une colle destinée à du carton ondulé double faoe.est l'aptitude de cette colle à constituer rapidement une union entre deux surfaces de papier dans des conditions de chaleur et de basse pression et, le cas échéant, de contaot médiocre entre les surfaces.
Les amidons ou dérivés d'amidon (tels que la dextrine) gélatinisés, ou "colles de pâte", ont déjà été utilisés Comme colles mais n'ont pas donné satisfaction. La raison de la supériorité du silicate de soude sur les colles d'amidon de ce genre, en ce qui concerne le collage des
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feuilles de papier superposées telles que les éléments du carton ondulé, réside dans le fait que les colles au silicate de soude augmentent de viscosité de façon très marquée avec une faible diminution de leur teneur en humidité,alors que, dans le cas des colles de pète, l'accroissement de viscosité est relativement très faible avec une diminution correspondante de la teneur en humidité.
Dans la fabrication du carton ondulé, il n'est pas nécessaire et souvent pas possible que le joint collé soit complètement sec au moment où le carton quitte la machine, étant donné que le séchage complet peut être effectué plus commodément à un moment subséquent, lorsque le carton est en pile. Il est toutefois nécessaire que le carton soit fixé suffisamment pour pouvoir âtre découpé, entaillé et manutentionné au sortir de la machine.
Dans ces conditions, et étant donné que le temps nécessaire pour constituer une union avec une colle quelconque est celui que demande une colle pour acquérir une viscosité suffisante pour'fixer les feuilles de papier l'une à l'autre aux points de contact, on se rend aisément compte que, dans les mêmes conditions d'étalement, de température et d'absorption d'humidité par le papier, la colle au silicate de soude assurera toujours un degré d'union suffisant en moins de temps qu'une colle de pâte, par exemple. Ceci est partiau- lièrement exact lorsque la question du coût rend nécessaire d'utiliser beaucoup plus d'eau dans la colle de pâte qu'on en utilise dans la colle au silicate de soude.
Il en résulte que les colles de pâte n'ont jamais pu lutter avec succès avec le silicate de soude du point de vue de la vitesse de production dans leur application aux machines à fabriquer le carton ondulé double face.
Jusqu'à présent, le silicate de soude est la seule colle qui ait donné des résultats satisfaisants dans la pratique pour la fabrication du papier ondulé, mais il possède certains inconvénients et limitations qui
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le rendent -indésirable et, jusqu'à un certain point, non satisfaisant pour la fabrication du carton ou papier ondulé et des bottes ou cartonnages fabriqués à l'aide de ce carton. Parmi les inconvénients et limitations dtordre technique et d'ordre pratique-dû silicate de soude dans son application à la fabrication des produits en carton ondulé, on mentionnera les suivants :
Les sortes commerciales de silicate de sodium sont extrêmement alcalines et ont tendance à affaiblir les fibres et la colle ou apprêt de colophane des papiers, ce qui affaiblit le papier et diminue sa résistance à l'eau.
Elles ont aussi tendance à colorer, décolorer, corroder ou ternir le fini des articles de bois, d'aluminium, de verre, etc... habituellement empaquetés dans ce type de carton en vue du transport. De plus, les colles au silicate de soude se solidifient sous forme d'une pellicule fragile qui est sujette à se rompre lorsque le papier est fatigué ou plié.
En raison des inconvénients ci-dessus des colles de silicate de soude, une colle de faible prix et susoeptible d'être utilisée avec succès en remplacement du silicate de soude pour le carton ondulé a été très demandée. Malgré cela, il n'existe pas, à l'heure actuelle, de colles d'amidon ayant donné de bons résultats industriellement.
La demanderesse a découvert qu'il est possible de fabriquer, en vue de la fabrication du carton ondulé, une colle à base 'd'amidon qui non seulement est susceptible de lutter avantageusement avecle silicate desoude, en ce qui concerne son prix de revient, mais donne aussi des résultats supérieurs, en particulier du point de vue de la vitesse de formation du joint collé.
En comparaison avec les colles de silicate de soude et les colles de pâte ou colles d'amidon antérieures, la présente colle permet de faire travailler les machines à fabriquer le carton ondulé à une vitesse de 10 à 20% supérieure à ce qui serait autrement possible,
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Contrairement au silicate de soude, la présente colle ne s'accumule pas sous forme de dépOts durs dans les boites à colle ou sur la machine. De même, elle ne s'accumule pas sur les courroies de pression et ne constitue pas les nervures usuelles qui ont pour effet de rayer le papier.
Les dépôts résiduels de colle susoeptibles d'adhérer aux plaques chauffantes de la machine sont loin d'être aussi durs que les dépôts de silicate de sodium, sten détachent aisément saüs forme de paillettes et n'exi- gent presque pas ou pas du tout dtaotion de raclage ou de soufflage à cet effet. En raison de son caractère non usant, la présente colle soumet les paliers et doigts de la machine à une usure moindre, ces éléments restant plus propres en raison de la tendance de la colle à s'en écouler plus rapidement.
En raison de sa faible alcalinité, en comparaison avec le silicate de soude, la présente colle abime moins les mains de l'opérateur. De plus, pour la même raison, elle ne provoque pas la corrosion, la coloration ou le ternissage des matières enveloppées ou empaquetées à l'aide du carton auquel elle est incorporée.
Après séchage, la présente colle n'est pas aussi fragile que le silicate de soude et, par conséquent, résiste à des actions de pliage prolongées du carton sans résultats nuisibles.
L'invention a pour objet une colle dtamidon perfectionnée et un procédé pour l'utiliser, cette colle et ce procédé ne présentant pas les inconvénients et limitations des colles antérieures et des procédés appliqués jusqu'à ce jour pour unir des surfaces, en particulier dans la fabrication du carton ondulé. Dfautres buts et avantages de l'invention seront mis en évidence au cours de la description qui suit.
La demanderesse a découvert que, par l'applica- tion d'amidon non gélatinisé conjointement avec un véhicule
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ou milieu do suspension convenable à titre de colle pour la fabrication du carton ondulé, il est possible diobtenir un joint collé qui équivaut ou est supérieur aux joints collés obtenus jusqu'à ce jour, et ce, à une'vitesse plus grande. L'utilisation de cette colle évite les inconvénients des colles et procédés de collage antérieurs.
La demanderesse a aussi découvert que l'équilibre de la relation entre l'amidon non gélatinisé, appliqué en tant que colle latente, et le véhicule ou milieu de suspension et le type 'de véhicule sont des facteurs qui présentent une importance considérable pour l'utilisation et l'effet satisfaisant de la présente 'colle.
La présente colle diffère du silicate de soude ou de la colle de pâte, par exemple, dans son comportement.
Dans la présente colle, le temps nécessaire pour constituer un joint collé entre deux morceaux de papier en ayant recours à la chaleur et à une faible pression de oontact est en grande partie indépendant de la vitesse à laquelle l'humidité de la colle est chassée par la chaleur ou absorbée par le papier. En réalité, ce temps est principalement celui qui est nécessaire pour chauffer le papier et la colle à la température de gélatinisation de l'amidon non gélatinisé en suspension. L'amidon absorbe l'eau en se gélatinisant, et la viscosité du mélange de colle augmente à un degré tel que le joint s'établit immédiatement.
En raison de la valeur élevée à laquelle la viscosité peut être portée par ce procédé, il est possible d'utiliser de trois à cinq parties d'eau pour une partie de matière sèche dans le présent type de colle et dtobtenir néanmoins un accrois- sement de viscosité suffisant, sous l'action de la chaleur, pour que le papier soit uni d'une façon satisfaisante à sa sortie de la machine.
On a trouvé que certains types de variétés d'ami- dons sont par eux-mêmes plus aptes à être utilisés dans la présente colle que d'autres, Par exemple, les amidons de
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tapioca, de seigle et de pommes de terre sont par eux-mé- mes de beaucoup supérieurs aux amidons de mais, de blé et de riz lorsqu'ils sont utilisés pour le composant amidon non gélatinisé de la colle.
Les facteurs principaux qui déterminent l'aptitude d'un amidon à constituer le composant amidon non gélatinisé de la présente colle sont les suivants :
1. Le temps nécessaire pour gélatiniser complètement l'amidon dans l'eau à l'aide de la chaleur.
2. La température à laquelle l'amidon se gelatinise.
3. La viscosité développée par l'amidon après sa gélatinisation.
4. Le degré d'adhérence obtenu après la gélatinisation.
Il est désirable qu'un amidon destiné au but visé se gélatinise très rapidement, afin que sa viscosité atteigne un degré élevé dans un temps très court. Ce facteur détermine la vitesse à laquelle le papier peut être collé sur la machine.
Il est désirable que l'amidon possède une température de gélatinisation assez faible, afin qu'elle soit comprise entre les limites de l'échelle de températures développées sur la machine. Ce facteur détermine aussi la vitesse à laquelle le papier peut être collé sur la machine.
Il est désirable que, l'amidon atteigne une viscosité élevée en se gélatinisant parce que ce facteur détermine principalement la quantité d'eau qui peut être utilisée dans la formule de la colle, cette quantité étant d'autant plus grandque la viscosité est plus grande, d'où diminution du prix de revient. De même, la force mécanique du joint collé qui fixe les feuilles de papier les unes aux autres à la sortie de la machine est dtautant plus grande que la viscosité est plus grande. Ltéquilibre
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entre ces facteurs dépend du type de travail et dit produit désirés par l'usager.
Il est désirable que l'amidon, forme un gel collant en se gélatinisant, étant donné que ceci tend à diminuer le risque de rupture du joint nouvellement constitué lorsque le carton est manutentionné aussitôt après qu'il est sorti de la machine.,
Les amidons de tapioca, de seigle et de pommes de terre semblent posséder ces propriétés désirables à un degré plus grand que les autres variétés communes d'amidon et leur emploi est préféré dans la présente colle.
La demanderesse a toutefois découvert qu'il est possible d'adapter les amidons les moins désirables, tels que les amidons de mais, de riz, de blé, de sagou, etc... aux buts visés par l'addition de faibles quantités de soude caustique, car elle a découvert que ceci a pour effet d'augmenter la vitesse de la gélatinisation et d'abaisser la température de gélatinisation de ces amidons.
De plus, par l'addition de faibles quantités de borax, la viscosité de ces amidons augmente à un degré désirable lorsqu'ils sont gélatinisés. L'addition de oes produits chimiques améliore les propriétés des amidons ci..dessus au point qu'elles viennent entre les limites de l'échelle de travail de la machine à onduler usuelle, par exemple, et permet ainsi d'utiliser ces amidons avec succès pour le but envisagé. Lorsqu'ils sont ajoutés dans les proportions correctes, ces produits -chimiques peuvent aussi être utilisés pour améliorer l'effet des amidons de tapioca, seigle et' pomme de terre dans la présente colle.
En ce qui concerne la partie de la présente colle qui constitue le véhicule ou milieu de suspension du composant amidon non gélatinisé, il est désirable que cette matière soit d'une nature telle qu'on puisse la préparer avec de l'eau pour constituer une solution coulant librement, ou une solution colloïdale, de viscosité suffi-
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sante pour maintenir les gracies d'amidon non gélatinisé en suspension et permettre aussi à la colle d'être recueil, lie par les rouleaux de la machine et appliquée sur le papier.
Les propriétés les plus essentielles que doit posséder un véhicule pour les buts envisagés sont les sui- vantes :
1. Il faut qu'il maintienne en suspension le composant amidon non gélatinisé de la colle et empêche ainsi toute séparation ou décantàtion exagérée des granules d'amidon non gélatinisé.
2. Il faut qu'il soit recueilli régulièrement et convenablement par les rouleaux lisses d'une machine à onduler, par exemple, et qu'il se comporte comme un milieu propre à transférer la colle au papier à coller.
3, Sa viscosité doit être suffisante pour permettre à la colle de rester à la. surface du papier après qu'elle a été appliquée et il doit cependant être d'une nature telle qu'il mouille effioacement les surfaces de papier à unir.
4. Il ne doit pas faire mousser la colle dans les bottes à colle de la machine.
5. Il doit être capable de communiquer à la colle une viscosité suffisante pour lui permettre d'agir convenablement, de la façon précédemment décrite, lorsque trois à cinq parties d'eau, ou des proportions d'eau relativement grandes de ce genre, sont utilisées,
La demanderesse a découvert que le meilleur véhicule à cet effet est une solution d'amidon gélatinisé, ou colle de pâte, suffisamment modifiée par des oxydants ou d'autres agents, par exemple partiellement convertie en dextrine pour que ses caractéristiques de viscosité viennent entre les limites de l'échelle désirée.
Plusieurs formules de colles utilisant les prin- alpes de l'invention et qui, dans la pratique, ont donné
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des résultats très satisfaisants pour fabriquer le carton ondulé sur les types aotuels de machines à onduler sont les suivantes :
Formule N 1.
On prépare le composant véhicule de la colle comme suit :
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<tb>
<tb> Farine <SEP> de <SEP> tapioca........... <SEP> 45 <SEP> % <SEP>
<tb> Carbonate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> ........ <SEP> 16 <SEP> % <SEP>
<tb> Hydrate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 12 <SEP> %
<tb> Peroxyde <SEP> de <SEP> baryum <SEP> 1/2 <SEP> %
<tb> Argile <SEP> (tamis <SEP> N <SEP> 300)... <SEP> 26 <SEP> 1/2 <SEP> % <SEP>
<tb>
On malaxe 20,5 kg du mélange de ces ingrédients avec 76,5 kg d'eau froide, pendant environ trente minutes.
Pendant cette période de malaxage, l'amidon du mélange est gélatinisé par la soude caustique résultant de la réaction entre le carbonate de sodium et la chaux. Cet amidon gé- latinisé est ensuite soumis à l'action du peroxyde de baryum qui le dilue et lui donne une consistance fluide et uniforme, A la fin de cette période, on ajoute 0,56 litre de formaldéhyde au mélange pour arrêter l'action du peroxyde de baryum et dilue de nouveau le mélange avec 182 litres d'eau. Dtautres aldéhydes ainsi que l'acide sulfureux, des bisulfites ou d'autres réducteurs convenables peuvent être substitués à la formaldéhyde.
Le composant non gélatinisé ou à action adhésive latente de la colle contient :
65,5 kg de farine de tapioca
1,36 kg de borax
84 kgs d'eau.
On mélange ces trois matières dans un récipient séparé et on ajoute alors le mélange au véhicule préparé comme ci-dessus. Le mélange résultant, contenant le véhicule gélatinisé et le composant de base non gélatinisé, est alors agité pendant environ trente minutes, ou jusqu'à ce qu'on ait obtenu un produit parfaitement homogène et coulant
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librement. Dans cet état, il est prêt à être utilisé sur la machine à fabriquer le papier ondulé.
La formule ci-dessus donne approximativement 378 litres dtun produit adhésif contenant de l'amidon de tapioca non gélatinisé en suspension dans un milieu ou vé.. hisule consistant ,en de ltamidon de tapioca gélatinisé et modifié. Cette formule est un exemple particulier d'une colle utilisant les principes de l'invention et ayant donné des résultats satisfaisants dans la pratique*
Formule N 2.
On prépare le composant véhicule de la colle comme suit :
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<tb>
<tb> Farine <SEP> de <SEP> tapioca........... <SEP> 45 <SEP> % <SEP>
<tb> Carbonate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> ........ <SEP> 20 <SEP> %
<tb> Hydrate' <SEP> de <SEP> calcium.......... <SEP> 15 <SEP> % <SEP>
<tb> Peroxyde <SEP> de <SEP> baryum <SEP> ......... <SEP> 1/2 <SEP> %
<tb> Argile <SEP> (tamis <SEP> N <SEP> 300) <SEP> ...... <SEP> 19 <SEP> 1/2 <SEP> % <SEP>
<tb>
On malaxe 20,5 kg de ce mélange avec 76,5 kg d'eau froide pendant environ trente minutes. Pendant cette période de malaxage, l'amidon du mélange est gélatiniaé par la soude caustique engendrée. Cet amidon gélatinisé est ensuite soumis à l'action du peroxyde de baryum qui le dilue et lui donne une consistance fluide et uniforme.
A la fin de cette période, on ajoute 0,56 litre de formaldéhyde et dilue de nouveau le mélange aveo 182 litres d'eau.
Le oomposant non gélatinisé ou ! action adhésive latente de la colle contient :
63,5 kg dtamidon de mats
1,36 kg de boram
84 kg d'eau.
On mélange ces trois matières dans un récipient séparé et on ajoute alors le mélange au véhicule. Le mélange résultant, contenant le véhicule gélatinisé et le composant de base non gélatinisé, est alors agité pendant environ 30 minutes. Dans aet état, il est prêt à être
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utilisé sur la machine à fabriquer le papier ondulé.
La formule ci..dessus est identique à la formule N 1, excepté que, au lieu de farine de tapioca, on utilise de l'amidon de mais pour le composant anidon non gélatinisé de la colle. La quantité de carbonate de sodium et de chaux est plus grande que celle utilisée dans la formule N 1 de façon à engendrer une plus grande quantité de soude caustique et, par suite, à abaisser la températu- re de gélatinisation de l'amidon de mais et augmenter la vitesse de gélatinisation de ce dernier. Cette formule a aussi été éprouvée par son utilisation réelle sur des machines à onduler dans les conditions de la pratique.
Dans l'un et l'autre des exemples ci-dessus, le carbonate de sodium et la chaux sont utilisés comme moyen commode d'introduire la soude caustique dans la formule.
La soude caustique ainsi engendrée constitue non seulement un moyen de gélatiniser l'amidon dans le -véhicule, mais aussi, par la suite, un moyen d'abaisser la température de gélatinisation et d'augmenter la vitesse de gélatinisation du composant amidon non gélatinisé de la colle lorsque le joint collé est établi sur la machine.
Le peroxyde de baryum possède, lorsqu'il est utilisé avec le carbonate de sodium et la ohaux, la propriété d'agir sur le véhicule à base d'amidon, à des températures inférieures à 38 C, et, de cette façon, il est possible d'obtenir un véhicule à base d'amidon gélatinisé possédant les caractéristiques de viscosité désirables par un mélange à froid. Dans l'une quelconque de ces formules, on peut ajouter la quantité désirée de peroxyde de baryum au véhicule d'amidon après que l'eau a été ajoutée.
L'argile utilisée dans la formule est une charge inerte qui n'est pas essentielle pour l'utilisation satisfaisante de la colle. Elle sert simplement à empêcher la formation exagérée de grumeaux du mélange du véhicule lorsqu'on l'ajoute à l'eau.
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Le borax utilisé dans la formule a pour rôle d'augmenter le degré de viscosité créé par la colle sur la machine et permet ainsi d'utiliser les grandes quantités d'eau spécifiées dans les formules ci-dessus.
Plusieurs autres exemples de colles de ce type pour carton ondulé sont les suivants :
Formule N 3.
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<tb>
<tb>
Amidon <SEP> de <SEP> mais <SEP> 88,5 <SEP> %
<tb> Hydrate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> ..... <SEP> 4,5 <SEP> %
<tb> Carbonate <SEP> de <SEP> soude <SEP> ..... <SEP> 6 <SEP> %
<tb> Peroxyde <SEP> de <SEP> baryum..... <SEP> 1 <SEP> %
<tb>
On disperse 15,9 kg de ce mélange dans 63,5 kg d'eau froide. On ajoute au mélange une dissolution de 1,25 kg de soude caustique dans 4,54 litres d'eau. Après gélatinisation de l'amidon, on agite le mélange environ 20 minutes, période pendant laquelle le peroxyde de baryum a pour effet de le diluer et de lui donner une consistance fluide et homogène. A la fin de cette période, on ajoute 0,56 litre de formaldéhyde et dilue de nouveau le mélange avec 182 litres d'eau.
Le composant non gélatinisé ou à action adhésive latente de la colle contient :
73 kg d'amidon de mars,
0,56 litre d'huile de ricin sulfonée.
0,91 kg de borax.
86,5 litres d'eau.
On mélange ces quatre matières dans unmécipient ' séparé et on ajoute alors le mélange au véhicule. Le mélan- ge résultant, centenant le véhicule gélatinisé et le composant non gélatinisé, est alors agité pendant environ 30 minutes, Il est alors prt à être utilisé sur la machine.
Dans cette formule, on a utilisé un amidon de rats gélatini-, sé et modifié à titre de véhicule, et on a aussi utilisé l'amidon de mars pour le composant non gélatinisé de la colle. L'huile sulfonée spécifiée dans cette formule a pour
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rôle d'assurer une meilleure adhérence de la colle aux rouleaux.et un meilleur transfert de cette colle au papier.
Cet agent n'est pas nécessaire sur certaines machines,mais il est désirable sur quelques-unes des machines travaillant à des vitesses plus élevées.
Formule N 4.
On cuit 22,7 kg d'amidon partiellement dextrinisé avec 114 litres d'eau à une température de 88 C et on refroidit alors la pte à une température inférieure à 38 C.
Dans un récipient séparé, on mélange 45,4 kg d'amidon de tapioca, seigle ou pomme de terre avec 90,8 litres d'eau et on ajoute ce mélange au mélange ci-dessus. On malaxe alors la matière jusqu'à ce qu'elle soit devenue homogène, Elle est alors prête à être utilisée sur la machine.
Une formule de colle de ce type est désirable dans les cas où il est nécessaire que la colle soit complè- tement exempte de substances alcalines. Dans ce cas particulier, un amidon cuit et partiellement dextrinisé est utilisé comme véhicule. Il convient que le degré de dextrinisation soit tel que, après son mélange avec le composant non gélatinisé, la viscosité finale de la colle soit approximativement la même que celle d'un silicate de soude à 38-40 Bé.
On a indiqué des amidons ou mélanges de tapiooa, seigle ou pomme de terre pour l'amidon gélatinisé dans cette formule non alcaline parce que ces amidons se gélatinisent assez rapidement pour permettre à la colle d'être uti- lisée avec succès sur les machines sans qu'il soit nécessaire d'ajouter de la soude caustique pour augmenter encore la vitesse de gélatinisation.
Si l'on désire utiliser de l'amidon de mats dans une formule du type non aloalin, il est usuellement nécessaire, sur des machines à grande vitesse, d'ajouter des quantités suffisantes de produits chimiques tels que : chlorure de zinc, chlorure de calcium., urée, formaldéhyde, etc... qui sont non alcalins et ont néanmoins la propriété
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d'abaisser la température de gélatinisation des amidons, afin d'amener le temps de prise de la colle entre les limites de l'échelle des vitesses de la machine.
Les formules particulières de colles pour cartons ondulés qui ont été spécifiées ci-dessus nont été indiquées qu'à titre d'exemples particuliers de formules qui ont donné des résultats satisfaisants dans la pratique.
L'invention n'est toutefois pas limitée à ces exemples, car diverses modifications peuvent y être apportées sans a'écarter de l'esprit de l'invention.
Bien qu'il existe des différences considérables entre les divers exemples, en ce qui concerne les ingrédients particuliers et leurs proportions, les principes qui interviennent sont les mêmes et toutes les formules possèdent une caractéristique essentielle commune, qui est que chaque composition contient une certaine quantité d'amidon non gélatinisé maintenue en suspension à l'aide d'un véhicule ou milieu de suspension convenable.
Dans le brevet délivré aux Etats-Unis au nom de Duerden sous le N 620,756., en 1899, on avait déjà décrit l'utilisation d'amidon dans de l'eau comme agent pour fixer deux surfaces* par l'application de chaleur. Toutefois, ce brevet ne spécifie pas qu'il est nécessaire d'utiliser un véhicule avec l'amidon pour obtenir un procédé donnant des résultats satisfaisants.
L'invention a pour objet une colle et un procédé perfectionnés et satisfaisants qui utilisent de l'amidon non gélatinisé comme agent de collage latent par la combinaison de cet amidon avec un véhicule ou milieu de suspension dont les caractéristiques sont tellesqu'elles permettent à la colle d'être appliquée sous une forme rendant possible, pour la première fois, la formation rapide d'un joint collé efficace, après qu'une chaleur a été appliquée pour gélatinis&r l'amidon sur place.
Les colles pour cartons ondulés suivant l'inven-
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tion présentent plusieurs caractéristiques qui constituent des facteurs essentiels on vue da la production d'une colle de ce type propre à être utilisée industriellement pour fabriquer le carton ondulé sur les machines à grande vitesse des types actuels.
On a déjà indiqué quelques-uns des avantages de la présente combinaison d'amidon avec un véhicule visqueux, comme par exemple : la possibilité d'augmenter la vitesse du collage, la distribution égale de l'amidon, qui résulte du fait que la décantation et la séparation de la matière sont empêchées; le transfert régulier et sûr de la colle à la surface à unir; l'aptitude de la colle à se maintenir sur les surfaces en relief pour compenser la mise en position irrégulière des surfaces;
les caractéristiques de mouillage de la surface qui permettent d'obtenir un joint collé sûr sans une absorption telle qu'il en résulterait une union ou joint médiocre; et les caractéristiques d'une teneur en eau suffisante pour rendre le prix de revient final intéressant, tout en conservant une viscosité et d'autres caractéristiques propres à assurer une action et une union satisfaisantes. D'autres avantages et propriétés de la présente colle et de son mode d'action seront évidents pour l'homme du mét i er.
On peut, si on le désire, abaisser la température de gélatinisation du composant amidon non gélatinisé d'une colle et augmenter la vitesse de gélatinisation. Un tel abaissement de la température de.gélatinisation pourrait être avantageux, par exemple, si le point de gélatinisation naturel d'un amidon donné était supérieur à la température qu'acquièrent les surfaces et la colle passant à travers une machine.
On pourrait aussi juger qu'il est désirable de rendre plus certaine la gélatinisation de tout l'amidon non gélatinisé pendant le passage à travers la machine, afin d'assurer une utilisation complète des propriétés de collage de l'amidon. Cet abaissement du point de gélatini-
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sation et l'accroissement de vitesse peuvent aussi être avantageux en vue d'augmenter la vitesse à laquelle les surfaces de papier peuvent être traitées, étant donné qu'un accroissement de vitesse de passage aura normalement comme résultat une température inférieure à l'endroit du joint.
La demanderesse a découvert à cet égard que, lorsqu'on mélange avec la présente colle de la soude caustique, par exemple, ou des agents de gélatinisation bien connus de l'a- midon, tels que : chlorure de zinc, chlorure de calcium, urée, formaldéhyde, en proportions insuffisantes pour gélatiniser complètement l'amidon non gélatinisé présent ces agents ont pour effet d'abaisser la température de gélatinisation de l'amidon non gélatinisé et, par suite, d'augmenter la vitesse de gélatinisation pour les buts sus-mentionnés.
L'application de carbonate de sodium et de chaux conjointement avec du peroxyde de baryum est particulièrement efficace à titre de moyen pour effectuer à la fois la gélatinisation de l'amidon dans le mélange du véhicule et la dilution de l'amidon à une consistance plus fluide sans avoir à cuire le mélange ou à élever sa température au-dessus de la température ambiante. Les ingrédients peuvent facilement être mélangés avec l'amidon destiné à être utilisé comme véhicule et facilement distribués.
Le peroxyde de baryum, seul ou combiné avec soit la soude caustique, soit la chaux, soit le carbonate de sodium, n'effectue pas la dilution d'un gel d'amidon visqueux à un état suffisamment fluide si. l'on ne cuit pas le mélange à une température supérieure à 60 C.
La demanderese a découvert qu'il est possible de faire agir le peroxyde de baryum sur un gel d'amidon visqueux épais et de le diluer pour réduire sa consistance à l'état fluide à des températures inférieures à 38 C ou 10 C par l'application du peroxyde de baryum en combinaison avec du carbonate de sodium et de la chaux, ou leurs équivalents.
On peut obtenir des résultats quelque peu analogues en utili-
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sant le peroxyde de baryum conjointement avec du fluorure de sodium et de la chaux;, ou avec de :La soude caustiquo et du carbonate de calcium, comme moyen de dilution d'un gel d'amidon à des températures inférieures à 38 C et 10 C.
On peut utiliser d'autres oxydants équivalents, par exemple le peroxyde de sodium, le peroxyde de calcium et le peroxyde d'hydrogène ou d'autres ayant le pouvoir de mettre l'oxygène en liberté.
Inapplication du borax conjointement avec la composition adhésive précédemment décrite constitue un moyen avantageux d'augmenter la viscosité acquise par le composant amidon non gélatinisé de la colle lorsque celle-ci est ensuite gélatinisée sur la machine. En traitant ainsi l'amidon, il devient possible d'incorporer à la colle une plus grande proportion dteau que ce serait autrement possible.
Jusqu'à ce jour,, le borax n'avait pas été utilisé avec des amidons non convertis,tels que des amidons non convertis en dextrine ou non oxydés, pour le collage probablement parce qu'il tendait à augmenter la viscosité du gel d'amidon à un degré tel que 1' amidon ne pouvait pas être appliqué efficacement comme colle excepté sous forme d'une solution très diluée.
En raison des caractéristiques essentiellement différentes, en soi, du présent procédé, il est maintenant possible d'utiliser le borax avec des amidons non convertis, le fait que le borax agit sur l'amidon de façon à augmenter la viscosité du gel d'amidon constituant un avantage de la colle et du procédé suivant l'in- vention et permettant d'incorporer à la colle une proportion dteau plus grande que ce serait autrement possible.
Dtautres borates, ainsi que les composés du bore qui réagissent avec les alcalis pour donner des borates possédant cette propriété d'accroftre la viscosité, peuvent être appliqués. L'aluminate de sodium peut aussi être utilisé à cet effet.
La demanderesse a en outre découvert que des hui-
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les sulfonées du type'de lthuile de ricin sulfonée, ou hui- le pour rouge turc, peuvent avantageusement être utilisées en faibles quantités conjointement avec les présentes col- les chaque fois qu'il est désirable ou nécessaire d'amé- liorer l'uniformité ou facilité avec laquelle les composi- tions adhésives sont recueillies par les rouleaux de la ma- chine et transférées au papier.
Les proportions de la matière du véhicule et du composant de base d'amidon non gélatinisé de la présente colle peuvent varier entre d'assez grandes limites sans cesser de donner des résultats satisfaisants. Par exemple, on peut préparer une colle satisfaisante de ce type avec une proportion aussi faible que 15 % d'amidon non gélatini- sé et une proportion aussi élevée que 85 % de véhicule (proportions calculées à sec), si on limite la quantité d'eau utilisée dans la formule à moins de 2,5 parties d'eau pour une partie des matières sèches totales utilisées.
En général, la proportion la plus réduite d'amidon non gélati- nisé qui peut être appliquée dans une composition adhésive de ce type est celle qui, par la gélatinisation complète qui se produit lorsque la composition est soumise à la cha- leur dans son passage à travers la machine, assure un ac- eroissement apparent et -utilisable de viscosité ayant com- me résultat une action de collage ou dtunion immédiate.
La proportion maximum d'amidon non gélatinisé susceptible d'être utilisée dans une composition adhésive de ce type est déterminée par la. quantité d'eau utilisée dans la formule et par la quantité de véhicule nécessaire pour donner à la composition finie une viscosité suffisan- te pour lui permettre d'agir avec succès sur les machines, ce qui tient compte de tous les facteurs déjà énumérés de la présente colle,
Il est nécessaire que la viscosité créée par une colle de ce type, lorsque son composant amidon non gélati- nisé a été complètement gélatinisé sur la machine soit
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suffisante pour maintenir les couches de papier fixées les unes aux autres, lorsqu'elles quittent la machine,
de façon à pouvoir être découpées et manutentionnées sans que le joint collé soit supprimé. Ci est ce facteur qui détermine la plus grande proportion d'eau susceptible d'être appli- quée dans une composition adhésive suivant l'invention.
Un exemple de 1?application pratique de la présente colle à la fabrication du carton ondulé à plusieurs couches superposées est décrit ci-dessous et représenté dans le dessin annexé sur lequel
Fig. 1 est une représentation schématique d'une machine pennettant de fabriquer du carton ondulé en utilisant la présente colle comme agent d'union.
Fig. 2 est une vue perspective d'un carton ondulé à plusieurs couches superposées établi suivant l'invention, la couche supérieure de papier étant partiellement séparée de l'âme interne pour faire comprendre le procédé d'union.,
Les divers mécanismes de cette Machine ont été représentés entièrement d'une façon schématique dans la fig.
1 ,parce que, en soi, ils ne font pas partie de cette Inven- tion. L'invention peut être réalisée à l'aide de divers appareils d'autres types que ceux représentés dans la fig. 1 et, en plus, n'est pas limitée à la fabrication du type particulier de carton ondulé représenté dans la fig. 2,mais peut être appliquée à la fabrication de nombreux autres types de produits de carton ou papier ondulé par des procédés analogues. Toutefois, la description qui suit du fonctionnement de l'installation de la fig. 1 fera comprendre une application particulière de l'invention,
Le papier qui doit constituer l'âme du carton ondulé fabriqué dans l'installation de la fige 1 est emmagasiné sur le rouleau dtalimentation 10.
En fonctionnement, ce papier se déroule du rouleau 10 et passe entre des injec teurs de vapeur 11, qui émettent des jets de vapeur servant à humidifier et ramollir la bande de papier 12. Après son
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passage à travers les injecteurs de vapeur 11, la bande 12 passe sur un rouleau de guidage 13, puis entre les deux rouleaux ondulés 14 et 15 qui tournent de telle manière que la bande de papier 12 se trouve plissée ou pliée sous forme de portions sensiblement rectangulaires.
La bande de papier ondulée 15a quittant le rou- leau ondulé 15 passe sur un cylindre beaucoup plus grand 16 qui, en vue de la clarté du dessin., est supposé possé- der une surface lisse, dans l'exemple représenté, mais pour- rait être ondulé, si on le désire; et, dans ce passage, elle entre en contact avec un rouleau fournisseur de colle 17. Ce rouleau 17 est animé d'un mouvement de rotation et alimenté d'une des matières adhésives des types hydrate de carbone non gélatinisé, telles que celles décrites pré- cédemment, par un rouleau preneur 18 qui plonge dans un récipient 19 rempli de cette matière 20.
Le rouleau 17 garni de colle applique une couche de colle sur les parties convexes qui se trouvent d'un des cotés de la bande ondulée de papier 15a passant autour de la périphérie du cylindre 16. En un point situé un peu au delà du rouleau 17, sur la périphérie du cylindre 16, le papier ondulé 15a entre en contact avec une autre bande de papier 26 qui doit constituer une des feuilles lisses du produit final.
Cette bande de papier 26 est fournie par un rouleau d'a- limentation 21 et est amenée au contact de la bande ondu- lée de papier 15a par des rouleaux de guidage et de ten- sion 22, 23, 24 et 25. Le rouleau 25 amène la bande de papier 26 en contact intime avec les parties enduites de colloïde la bande onduléede papier 15a passant sur le cylindre 16, ce qui a pour effet d'unin les deux bandes.
Le rouleau 16 est de préférence chauffé par de la vapeur, a en vue de sécher le papier humidifié 15 et-de provoquer l'union de la feuille lisse 26 avec la boucle ondulée 15a par la colle.
La bande ondulée 15a et la feuille lisse 26
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unie à cette bande passent maintenant autour du rouleau 27 de telle manière que le côté non revêtu de la bande ondulée 15a entre en contact avec un second rouleau fournisseur de colle 28. Ce rouleau est animé dtun mouvement de rotation et alimenté de colle par un rouleau preneur 29 plongeant dans un récipient 30 qui est rempli de colle non gélatinisée 31.
Le rouleau 28 applique une couche de la colle suivant l'invention sur les parties convexes d'un des côtés de la bande ondulée 15a, de la môme manière que le premier rouleau fournisseur de colle 17 avait enduit de colle le côté opposé de cette bande, Au moment où la bande ondulée 15a, sur une des surfaces de laquelle est maintenant collée une feuille lisse 26 et qui comporte une couche de colle déposée sur les sommets de son autre surface, quitte le rouleau 27, elle entre en contact avec une bande de papier 32 qui doit constituer 1'autre fouil- le lisse. Cette bande 32 est fournie par un rouleau d'a- limentation 33 et est amenée au contact du côté enduit de colle de la bande ondulée 15a par des rouleaux de guidage et de tension 34, 35, 36 et 37.
En quittant le rouleau 37, l'ensemble, comprenant la bande ondulée interne de papier 15a, une feuille lisse supérieure 32 et une feuille lisse inférieure 26, passe entre une plaque chaude 38 et des brosses 39, La chaleur de la plaque chaude 38 a pour rôle de gélatiniser le composant non gélatinisé de la colle, qui a précédemment été déposée entre l'âme et les .feuilles lisses externes.
Ce traitement thermique modifie la colle de telle sorte que sa viscosité s'élève à un point où la colle se comporte à la façon d'un agent d'union efficace et sèche partiellement. Les brpsses 39 ont pour rôle de maintenir le carton ondulé légèrement en contact avec la plaque chaude 38 pendant la durée du chauffage.
Des rouleaux garnis de caoutchouc 40 entraînent les trois bandes de papier 15a, 26 et 32 à travers
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l'installation entière. Le produit fini, quittant les rouleaux 40, est découpé à toute longueur désirée, à l'aide de couteaux 41.
La plaque chaude 38 de la fig. 1 est maintenue à une température comprise entre 1210 et 191 C environ.
Le carton ondulé est entratné au contact de cette plaque à une vitesse élevée qui, selon la sorte de papier utilisée et la production désirée, varie de 50 à 100 mètres par minute. Môme à la vitesse supérieure de 100 mètres par minute, le composant primitivement non gélatinisé de la colle suivant l'invention sera gélatinisé et solidifié pour établir un joint collé solide entre les diverses pièces de papier dont est fait le produit.
La fig. 2 représente un fragment de produit de papier du type fabriqué dans la machine de la fig, 1.
Ce produit comprend une âme interne ondulée 42 et deux feuilles lisses 43 et 44. Ces feuilles lisses sont fermement unies à l'âme par de la colle gélatinisée qui a été amenée à l'état gélatinisé sur place et dont une partie est indiquée en 45. Le composant véhicule de la présente colle se comporte dans certains cas à la façon d'un apprêt ou colle de papier à l'endroit du joint et constitue ainsi sur chaque surface de papier un meilleur subjectile pour l'agent d'union.
Lorsque la colle 45 est un des types précédemment décrits et est utilisée pour unir les morceaux' primitivement séparés de papier conformément, au procédé déorit ci..dessus au sujet de la fig. l, le produit de carton ondulé possède les avantages et perfectionnements spécifiés ci-dessus à titre de caractéristiques de l'invention et est exempt des inconvénients et limitations que possédaient les produits analogues fabriqués jus- qu'à ce jour, comme on l'a dit précédemment, On n'a décrit qu'un type particulier de produit et qutun mode de réalisation particulier du procédé, mais l'invention est suscep- tible de recevoir d'autres modes de réalisation, modifica-
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tions et perfectionnements sans s'écarter de son esprit. - :
REVENDICATIONS : -
L'invention a pour objet un procédé pour fabriquer un produit composé de plusieurs couches de papier superposées, tel qutun carton ou papier ondulé comportant une âme ondulée et, au moins, une feuille lisse assujettie à cette âme par un agent d'union dont les propriétés adhésives sont développées par l'application de chaleur pendant le temps pendant lequel la feuille lisse et 1' me sont maintenues juxtaposées;
et elle s'étend particulièrement aux caractéristiques suivantes et à leurs diverses combinaisons :
1 l'agent d'union contient principalement un mélangé d'une matière amylacée inerte et non gélatinisée contenue ou en suspension dans un milieu hydrosol visqueux, et l'union est effectuée par la gélatinisation sur place du composant amylacé non gélatinisé, ce qui augmente la viscosité de l'agent d'union suffisamment pour établir un jointcollé unissant sur place la feuille lisse à l'âme ondulée.
2 on ajoute de faibles quantités de soude caustique ou d'agents bien connus de gélatinisation de l'amidon, pour abaisser la température de gélatinisation de: la matière amylacée non gélatinisée.
3 pour augmenter le degré de visoosité développé par la matière non gélatinisée lorsque cette matière est gélatinisée sur place par l'apport de chaleur, on ajoute une substance propre à augmenter la viscosité de l'amidon, telle que le borax.
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EMI1.1
PATENT D r I N V E N T I 0 N
Improved process for manufacturing corrugated cardboard or paper.
This invention relates to glues and, more particularly, to glues of plant types containing starch in an ungelatinized state, or in part ungelatinized, suitable for the manufacture of corrugated cardboard or paper.
The commonly applied process for making corrugated cardboard or paper is a two-stage continuous operation. It consists of waving a strip of paper using
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of heated fluted rollers, to apply a glue on the tops of the corrugations, on one side, to place a smooth sheet in contact with this glue and to form the glued joint, or union, using heat and considerable pressure. This operation can be regarded as the first stage and constitutes what is called a single sheet corrugated cardboard or paper, comprising a strip of corrugated paper joined to a smooth sheet.
The second stage of the operation consists of applying a glue to the tops of the exposed corrugated surface, placing a smooth sheet in contact with this glue and forming the union with the help of heat and just pressure. sufficient to keep the paper surfaces in contact. The result of these two operations is a stiff paper or board product comprising two smooth outer sheets of paper joined to an inner core of corrugated paper.
In the manufacture of double-sided corrugated board, the problem of sizing is much more difficult to solve than that of gluing two or more smooth sheets or strips of paper. To join two or more smooth sheets together in a continuous process, any desired pressure can be applied using rollers to assist in the rapid formation of a glue joint. In the case of corrugated board, however, only very little pressure can be applied to aid in the formation of a glued joint between the single-sided board and the second smooth sheet due to the danger of crushing the corrugations.
As a result, poor contact points develop at the point where the tops of the corrugations do not touch the smooth sheet., It thus becomes necessary to apply to the tops of the corrugations a sufficient quantity of glue for the glue to present. completely fulfills all points of poor contact between the smooth sheet and the tops of the corrugations, To remedy these adverse conditions, it is
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Usually necessary, when using sodium silicate glues, to heat the board after the second flat sheet has been brought into contact with the glue.
This heating tends to dry the glue and harden it more quickly. The heating period is however relatively short, as the machines work at a high speed, for example between 50 and 100 meters per minute.
Due to these gluing problems in the manufacture of corrugated cardboard it is necessary that the glue used be capable of rapidly increasing viscosity under the action of heat. By the time the carton leaves the machine, the glue must have set enough to secure the surfaces together and allow the carton to be cut and otherwise handled.
So far, the only glue which has this characteristic to a satisfactory degree and is at the same time good-tasting is that of the sodium silicate type. In fact, most of today's corrugated cardboard machines have been designed and built with the use of sodium silicate as a glue.
In the manufacture of corrugated cardboard, it is not essential that the glue used constitutes a glued joint of very high bonding force; it is enough that this seal is a little stronger than the paper itself. The essential property of a glue intended for double-sided corrugated cardboard is the ability of this glue to rapidly form a union between two paper surfaces under conditions of heat and low pressure and, if necessary, of contact. poor between surfaces.
Gelatinized starches or starch derivatives (such as dextrin), or "paste glues", have already been used as glues but have not been satisfactory. The reason for the superiority of sodium silicate over starch glues of this kind, as regards the bonding of
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superimposed sheets of paper such as the elements of corrugated board, lies in the fact that sodium silicate glues increase in viscosity very markedly with a small decrease in their moisture content, whereas in the case of fart glues , the increase in viscosity is relatively very small with a corresponding decrease in moisture content.
In the manufacture of corrugated board, it is not necessary and often not possible for the glued joint to be completely dry by the time the board leaves the machine, since complete drying can be carried out more conveniently at a subsequent time, when the cardboard is in a stack. It is however necessary that the cardboard is fixed sufficiently to be able to be cut, notched and handled hearth out of the machine.
Under these conditions, and given that the time necessary to form a union with any glue is that required for an adhesive to acquire a viscosity sufficient to fix the sheets of paper to one another at the points of contact, it is necessary to readily realizes that, under the same conditions of spreading, temperature and moisture absorption by the paper, sodium silicate glue will always provide a sufficient degree of bonding in less time than paste, for example. This is especially true when the cost issue makes it necessary to use much more water in the paste glue than is used in the sodium silicate glue.
As a result, paste adhesives have never been able to successfully contend with sodium silicate from the point of view of production speed in their application to double-sided corrugated board machines.
So far, sodium silicate is the only glue which has given satisfactory results in practice for the manufacture of corrugated paper, but it has certain drawbacks and limitations which
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make it undesirable and, to some extent, unsatisfactory for the manufacture of corrugated cardboard or paper and bundles or cartons made from such cardboard. Among the technical and practical drawbacks and limitations of sodium silicate in its application to the manufacture of corrugated cardboard products, the following are to be mentioned:
Commercial grades of sodium silicate are extremely alkaline and tend to weaken the fibers and rosin glue or primer in papers, weakening the paper and reducing its water resistance.
They also tend to stain, discolor, corrode or tarnish the finish of articles of wood, aluminum, glass, etc ... usually packed in this type of cardboard for transport. Additionally, sodium silicate glues solidify into a brittle film which is prone to rupture when the paper is tired or folded.
Due to the above drawbacks of sodium silicate glues, a low cost glue capable of being used successfully as a replacement for soda silicate for corrugated board has been in great demand. Despite this, there are currently no starch glues which have given good results industrially.
The Applicant has discovered that it is possible to manufacture, with a view to the manufacture of corrugated cardboard, a starch-based glue which is not only capable of fighting advantageously with the silicate of the soda, as regards its cost price, but also gives superior results, in particular from the point of view of the speed of formation of the glued joint.
In comparison to the soda silicate glues and previous paste or starch glues, this glue allows corrugated board machines to work at a speed of 10 to 20% faster than would otherwise be possible. ,
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Unlike sodium silicate, this glue does not build up as hard deposits in glue boxes or on the machine. Likewise, it does not accumulate on the pressure belts and does not constitute the usual ribs which have the effect of scratching the paper.
Residual glue deposits that can adhere to the machine's hotplates are nowhere near as hard as sodium silicate deposits, easily loosen in the form of flakes and require little or no detatuation. scraping or blowing for this purpose. Due to its non-wearing nature, the present glue subjects the bearings and fingers of the machine to less wear, these elements remaining cleaner due to the tendency of the glue to flow out more quickly.
Due to its low alkalinity, compared to sodium silicate, this adhesive is less damaging to the operator's hands. In addition, for the same reason, it does not cause corrosion, coloring or tarnishing of materials wrapped or packaged with the cardboard in which it is incorporated.
After drying, the present glue is not as brittle as sodium silicate and, therefore, resists prolonged folding actions of the board without adverse results.
The object of the invention is an improved starch glue and a method for using it, this glue and this method not having the drawbacks and limitations of previous glues and of the methods applied to date for joining surfaces, in particular in the manufacture of corrugated cardboard. Other objects and advantages of the invention will be demonstrated in the course of the description which follows.
The Applicant has discovered that, by the application of ungelatinized starch together with a vehicle
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or a suitable suspension medium as a glue for the manufacture of corrugated cardboard, it is possible to obtain a glued joint which equals or is superior to the glued joints obtained to date, and at a greater speed. The use of this adhesive avoids the drawbacks of previous adhesives and bonding methods.
Applicants have also found that the balance of the relationship between the ungelatinized starch, applied as a latent glue, and the carrier or suspending medium and the type of carrier are factors which are of considerable importance to the environment. use and satisfactory effect of the present glue.
The present glue differs from sodium silicate or paste glue, for example, in its behavior.
In the present glue, the time required to form a glued joint between two pieces of paper using heat and low contact pressure is largely independent of the rate at which moisture from the glue is driven by the glue. heat or absorbed by the paper. In reality, this time is mainly that which is necessary to heat the paper and the glue to the gelatinization temperature of the non-gelatinized starch in suspension. Starch absorbs water as it gelatinizes, and the viscosity of the glue mixture increases to such an extent that the seal is immediately established.
Due to the high value to which the viscosity can be increased by this process, it is possible to use from three to five parts of water to one part of dry matter in the present type of glue and still obtain an increase. of sufficient viscosity, under the action of heat, so that the paper is united in a satisfactory manner when it leaves the machine.
It has been found that certain types of varieties of starches are by themselves more suitable for use in the present glue than others. For example, starches of
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tapioca, rye and potato are in themselves much superior to corn, wheat and rice starches when used for the non-gelatinized starch component of the glue.
The main factors which determine the ability of a starch to constitute the ungelatinized starch component of the present glue are as follows:
1. The time required to completely gelatinize the starch in water using heat.
2. The temperature at which the starch gelatinizes.
3. The viscosity developed by the starch after its gelatinization.
4. The degree of adhesion obtained after gelatinization.
It is desirable that a starch intended for the intended purpose gelatinizes very quickly, so that its viscosity reaches a high degree in a very short time. This factor determines the speed at which paper can be glued to the machine.
It is desirable that the starch have a gelatinization temperature low enough, so that it is within the limits of the temperature scale developed on the machine. This factor also determines the speed at which paper can be glued to the machine.
It is desirable that the starch reach a high viscosity by gelatinizing because this factor mainly determines the amount of water that can be used in the formulation of the glue, this amount being the greater the greater the viscosity. , hence reduction in the cost price. Likewise, the mechanical force of the glued joint which fixes the sheets of paper to each other at the exit of the machine is greater the greater the viscosity. Balance
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between these factors depends on the type of work and said product desired by the user.
It is desirable for the starch to form a sticky gel upon gelatinization, since this tends to decrease the risk of the newly formed seal breaking when the carton is handled immediately after it is removed from the machine.
Tapioca, rye and potato starches appear to possess these desirable properties to a greater degree than other common varieties of starch and their use is preferred in the present glue.
The Applicant has, however, discovered that it is possible to adapt the less desirable starches, such as corn, rice, wheat, sago, etc., starches to the aims sought by the addition of small amounts of caustic soda, because she discovered that this has the effect of increasing the rate of gelatinization and lowering the gelatinization temperature of these starches.
Further, by the addition of small amounts of borax, the viscosity of these starches increases to a desirable degree when gelatinized. The addition of these chemicals improves the properties of the above starches to such an extent that they come within the working scale of the conventional corrugator, for example, and thus enables these starches to be used with success for the intended purpose. When added in the correct proportions, these chemicals can also be used to enhance the effect of tapioca, rye and potato starches in the present glue.
With respect to that part of the present glue which constitutes the vehicle or suspending medium of the ungelatinized starch component, it is desirable that this material be of such a nature that it can be prepared with water to constitute a free-flowing solution, or a colloidal solution, of sufficient viscosity
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to keep the ungelatinized starch gracies in suspension and also to allow the glue to be collected, bound by the machine rollers and applied to the paper.
The most essential properties that a vehicle must possess for the intended purposes are the following:
1. It must keep the ungelatinized starch component of the glue in suspension and thus prevent any excessive separation or settling of the ungelatinized starch granules.
2. It must be collected regularly and properly by the smooth rollers of a corrugating machine, for example, and behave as a suitable medium to transfer the glue to the paper to be glued.
3, Its viscosity should be sufficient to allow the glue to stick to. surface of the paper after it has been applied and it must, however, be of such a nature as to effectively wet the surfaces of the paper to be joined.
4. It should not foam the glue in the glue boots of the machine.
5. It should be capable of imparting sufficient viscosity to the glue to enable it to act properly, as previously described, when three to five parts of water, or relatively large proportions of water like that, are present. used,
The Applicant has discovered that the best vehicle for this purpose is a solution of gelatinized starch, or paste glue, sufficiently modified by oxidants or other agents, for example partially converted into dextrin so that its viscosity characteristics come between. limits of the desired scale.
Several adhesive formulas using the prin- alpes of the invention and which, in practice, have given
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Very satisfactory results for making corrugated cardboard on common types of corrugating machines are as follows:
Formula N 1.
The glue carrier component is prepared as follows:
EMI11.1
<tb>
<tb> <SEP> tapioca flour <SEP> ........... <SEP> 45 <SEP>% <SEP>
<tb> Sodium <SEP> carbonate <SEP> <SEP> ........ <SEP> 16 <SEP>% <SEP>
<tb> Hydrate <SEP> of <SEP> calcium <SEP> 12 <SEP>%
<tb> Peroxide <SEP> of <SEP> barium <SEP> 1/2 <SEP>%
<tb> Clay <SEP> (sieve <SEP> N <SEP> 300) ... <SEP> 26 <SEP> 1/2 <SEP>% <SEP>
<tb>
20.5 kg of the mixture of these ingredients are kneaded with 76.5 kg of cold water for about thirty minutes.
During this mixing period, the starch in the mixture is gelatinized by the caustic soda resulting from the reaction between sodium carbonate and lime. This gelatinized starch is then subjected to the action of barium peroxide which dilutes it and gives it a fluid and uniform consistency. At the end of this period, 0.56 liters of formaldehyde are added to the mixture to stop the action. of barium peroxide and dilute the mixture again with 182 liters of water. Other aldehydes as well as sulfurous acid, bisulfites or other suitable reducing agents may be substituted for formaldehyde.
The non-gelatinized or latent adhesive component of the glue contains:
65.5 kg of tapioca flour
1.36 kg of borax
84 kgs of water.
These three materials are mixed in a separate container and the mixture is then added to the vehicle prepared as above. The resulting mixture, containing the gelatinized vehicle and the non-gelatinized base component, is then stirred for about thirty minutes, or until a perfectly homogeneous and flowable product has been obtained.
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freely. In this state, it is ready for use on the corrugated paper making machine.
The above formula yields approximately 378 liters of an adhesive product containing ungelatinized tapioca starch suspended in a medium or veneer consisting of gelatinized and modified tapioca starch. This formula is a particular example of an adhesive using the principles of the invention and having given satisfactory results in practice *
Formula N 2.
The glue carrier component is prepared as follows:
EMI12.1
<tb>
<tb> <SEP> tapioca flour <SEP> ........... <SEP> 45 <SEP>% <SEP>
<tb> Sodium <SEP> carbonate <SEP> <SEP> ........ <SEP> 20 <SEP>%
<tb> Hydrate '<SEP> of <SEP> calcium .......... <SEP> 15 <SEP>% <SEP>
<tb> Peroxide <SEP> of <SEP> barium <SEP> ......... <SEP> 1/2 <SEP>%
<tb> Clay <SEP> (sieve <SEP> N <SEP> 300) <SEP> ...... <SEP> 19 <SEP> 1/2 <SEP>% <SEP>
<tb>
20.5 kg of this mixture is kneaded with 76.5 kg of cold water for about thirty minutes. During this mixing period, the starch in the mixture is gelatinized by the caustic soda generated. This gelatinized starch is then subjected to the action of barium peroxide which dilutes it and gives it a fluid and uniform consistency.
At the end of this period, 0.56 liters of formaldehyde are added and the mixture is again diluted with 182 liters of water.
The non-gelatinized component or! latent adhesive action of the glue contains:
63.5 kg of corn starch
1.36 kg of boram
84 kg of water.
These three materials are mixed in a separate container and the mixture is then added to the vehicle. The resulting mixture, containing the gelatinized vehicle and the non-gelatinized base component, is then stirred for about 30 minutes. In this state it is ready to be
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used on the corrugated paper making machine.
The above formula is identical to formula N 1, except that instead of tapioca flour, corn starch is used for the ungelatinized anch component of the glue. The quantity of sodium carbonate and lime is greater than that used in formula N 1 so as to generate a greater quantity of caustic soda and, consequently, to lower the gelatinization temperature of the corn starch. and increase the gelatinization rate of the latter. This formula has also been proven by its actual use on corrugating machines under practical conditions.
In either of the above examples, sodium carbonate and lime are used as a convenient means of introducing caustic soda into the formula.
The caustic soda thus generated is not only a means of gelatinizing the starch in the vehicle, but also, subsequently, a means of lowering the gelatinization temperature and increasing the gelatinization rate of the ungelatinized starch component of. glue when the glued joint is established on the machine.
Barium peroxide, when used with sodium carbonate and lime, has the property of acting on the starch-based vehicle at temperatures below 38 ° C, and in this way is possible to obtain a gelatinized starch-based vehicle having the desirable viscosity characteristics by cold mixing. In any of these formulas, the desired amount of barium peroxide can be added to the starch vehicle after the water has been added.
The clay used in the formula is an inert filler which is not essential for the satisfactory use of the glue. It simply serves to prevent excessive lumps of the vehicle mixture when added to water.
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The role of the borax used in the formula is to increase the degree of viscosity created by the glue on the machine and thus allows the use of the large quantities of water specified in the formulas above.
Several other examples of adhesives of this type for corrugated board are as follows:
Formula N 3.
EMI14.1
<tb>
<tb>
Starch <SEP> of <SEP> but <SEP> 88.5 <SEP>%
<tb> Hydrate <SEP> of <SEP> calcium <SEP> ..... <SEP> 4.5 <SEP>%
<tb> Carbonate <SEP> of <SEP> soda <SEP> ..... <SEP> 6 <SEP>%
<tb> Barium <SEP> <SEP> ..... <SEP> 1 <SEP>%
<tb>
15.9 kg of this mixture are dispersed in 63.5 kg of cold water. A dissolution of 1.25 kg of caustic soda in 4.54 liters of water is added to the mixture. After gelatinization of the starch, the mixture is stirred for about 20 minutes, during which time the barium peroxide has the effect of diluting it and giving it a fluid and homogeneous consistency. At the end of this period, 0.56 liter of formaldehyde is added and the mixture is again diluted with 182 liters of water.
The non-gelatinized or latent adhesive component of the glue contains:
73 kg of March starch,
0.56 liter of sulfonated castor oil.
0.91 kg of borax.
86.5 liters of water.
These four materials are mixed in a separate container and the mixture is then added to the vehicle. The resulting mixture, centering the gelatinized vehicle and the non-gelatinized component, is then stirred for about 30 minutes. It is then ready for use on the machine.
In this formulation, gelatinized, dried and modified rat starch was used as the vehicle, and mars starch was also used for the non-gelatinized component of the glue. The sulfonated oil specified in this formula has the
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role of ensuring better adhesion of the glue to the rollers and better transfer of this glue to the paper.
This agent is not needed on some machines, but it is desirable on some of the machines operating at higher speeds.
Formula N 4.
22.7 kg of partially dextrinized starch are cooked with 114 liters of water at a temperature of 88 C and the paste is then cooled to a temperature below 38 C.
In a separate container, 45.4 kg of tapioca, rye or potato starch are mixed with 90.8 liters of water and this mixture is added to the above mixture. The material is then kneaded until it has become homogeneous. It is then ready to be used on the machine.
Such a glue formulation is desirable in cases where it is necessary for the glue to be completely free of alkaline substances. In this particular case, a cooked and partially dextrinized starch is used as the vehicle. The degree of dextrinization should be such that, after mixing it with the non-gelatinized component, the final viscosity of the glue is approximately the same as that of a 38-40 Bé sodium silicate.
Starches or mixtures of tapiooa, rye or potato have been indicated for the gelatinized starch in this non-alkaline formulation because these starches gelatinize quickly enough to allow the glue to be used successfully on machines without that it is necessary to add caustic soda to further increase the rate of gelatinization.
If it is desired to use mate starch in a non-aloaline type formulation, it is usually necessary, on high speed machines, to add sufficient quantities of chemicals such as: zinc chloride, zinc chloride. calcium., urea, formaldehyde, etc ... which are non-alkaline and nevertheless have the property
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to lower the gelatinization temperature of the starches, in order to bring the setting time of the glue between the limits of the speed scale of the machine.
The particular formulas of adhesives for corrugated boards which have been specified above have been given only as specific examples of formulas which have given satisfactory results in practice.
The invention is not however limited to these examples, since various modifications can be made to them without departing from the spirit of the invention.
Although there are considerable differences between the various examples, as to the particular ingredients and their proportions, the principles involved are the same and all formulas have one essential characteristic in common, which is that each composition contains a certain amount. ungelatinized starch maintained in suspension using a suitable vehicle or suspension medium.
In the patent issued in the United States in the name of Duerden under No. 620,756., In 1899, the use of starch in water as an agent for fixing two surfaces * by the application of heat was already described. However, this patent does not specify that it is necessary to use a vehicle with the starch to obtain a process giving satisfactory results.
The object of the invention is an improved and satisfactory glue and method which use non-gelatinized starch as a latent sizing agent by the combination of this starch with a vehicle or suspension medium, the characteristics of which are such that they allow the glue to be applied in a form enabling, for the first time, the rapid formation of an effective glue joint, after heat has been applied to gelatinize the starch in place.
Adhesives for corrugated boards according to the invention
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The present invention exhibits several characteristics which are essential factors in the production of such glue suitable for industrial use in the manufacture of corrugated board on high speed machines of present types.
Some of the advantages of the present combination of starch with a viscous vehicle have already been indicated, such as: the possibility of increasing the speed of sticking, the even distribution of starch, which results from the fact that the settling and separation of the material are prevented; the smooth and safe transfer of the glue to the surface to be joined; the ability of the glue to hold onto the raised surfaces to compensate for the irregular positioning of the surfaces;
the wetting characteristics of the surface which allow a secure bonded joint to be obtained without absorption such as would result in a poor union or seal; and the characteristics of a sufficient water content to make the final cost price attractive, while retaining a viscosity and other characteristics suitable for ensuring satisfactory action and union. Other advantages and properties of the present adhesive and of its mode of action will be obvious to those skilled in the art.
The gelatinization temperature of the ungelatinized starch component of a glue can, if desired, be lowered and the rate of gelatinization increased. Such lowering of the gelatinization temperature could be advantageous, for example, if the natural gelatinization point of a given starch was higher than the temperature acquired by the surfaces and the glue passing through a machine.
One might also find it desirable to make the gelatinization of all ungelatinized starch more certain during passage through the machine, in order to ensure full use of the starch sizing properties. This lowering of the gelatin point
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The increase and increase in speed can also be advantageous in order to increase the speed at which paper surfaces can be processed, since an increase in pass speed will normally result in a lower temperature at the location of the paper. attached.
The Applicant has discovered in this regard that, when the present glue is mixed with caustic soda, for example, or well-known gelatinizing agents for starch, such as: zinc chloride, calcium chloride, urea, formaldehyde, in proportions insufficient to completely gelatinize the ungelatinized starch present these agents have the effect of lowering the gelatinization temperature of the ungelatinized starch and, therefore, increasing the rate of gelatinization for the above purposes - mentioned.
The application of sodium carbonate and lime in conjunction with barium peroxide is particularly effective as a means for effecting both gelatinization of the starch in the vehicle mixture and dilution of the starch to a higher consistency. fluid without having to cook the mixture or raise its temperature above room temperature. The ingredients can easily be mixed with the starch intended for use as a vehicle and easily dispensed.
Barium peroxide, alone or combined with either caustic soda, lime, or sodium carbonate, does not dilute a viscous starch gel to a sufficiently fluid state if. the mixture is not cooked at a temperature above 60 C.
The Applicant has discovered that it is possible to cause barium peroxide to act on a thick viscous starch gel and dilute it to reduce its consistency in the fluid state at temperatures below 38 C or 10 C by application of barium peroxide in combination with sodium carbonate and lime, or their equivalents.
Somewhat similar results can be obtained by using
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sant barium peroxide together with sodium fluoride and lime ;, or with: Caustic soda and calcium carbonate, as a means of diluting a starch gel at temperatures below 38 C and 10 vs.
Other equivalent oxidants can be used, for example sodium peroxide, calcium peroxide and hydrogen peroxide or others having the power to release oxygen.
The application of borax together with the adhesive composition described above constitutes an advantageous means of increasing the viscosity acquired by the non-gelatinized starch component of the glue when the latter is then gelatinized on the machine. By treating the starch in this way, it becomes possible to incorporate a greater proportion of water into the glue than would otherwise be possible.
Until now, borax had not been used with unconverted starches, such as unconverted to dextrin or unoxidized starches, for sizing probably because it tended to increase the viscosity of the gel. starch to such an extent that starch could not be applied effectively as a glue except as a very dilute solution.
Due to the inherently different characteristics of the present process, it is now possible to use borax with unconverted starches, since borax acts on the starch so as to increase the viscosity of the starch gel. constituting an advantage of the glue and of the method according to the invention and allowing a greater proportion of water to be incorporated into the glue than would otherwise be possible.
Other borates, as well as boron compounds which react with alkalis to give borates having this property of increasing viscosity, can be applied. Sodium aluminate can also be used for this purpose.
The Applicant has further discovered that oils
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sulfonates of the sulfonated castor oil type, or Turkish red oil, can advantageously be used in small amounts in conjunction with the present adhesives whenever it is desirable or necessary to improve uniformity. or the ease with which the adhesive compositions are picked up by the rollers of the machine and transferred to the paper.
The proportions of the carrier material and the non-gelatinized starch base component of the present glue can vary within fairly wide limits without ceasing to give satisfactory results. For example, a satisfactory glue of this type can be prepared with as little as 15% ungelatinized starch and as high as 85% carrier (dry calculated proportions), if the amount of d is limited. water used in the formula to less than 2.5 parts of water for one part of the total dry matter used.
In general, the smallest proportion of ungelatinized starch which can be applied in an adhesive composition of this type is that which, by the complete gelatinization which occurs when the composition is subjected to heat in its passage. through the machine, provides an apparent and usable increase in viscosity resulting in an immediate sticking or joining action.
The maximum proportion of ungelatinized starch which can be used in an adhesive composition of this type is determined by the. quantity of water used in the formula and by the quantity of vehicle necessary to give the finished composition a sufficient viscosity to enable it to act successfully on the machines, which takes into account all the factors already listed in the present glue,
It is necessary that the viscosity created by such a glue, when its non-gelatinized starch component has been completely gelatinized on the machine, be
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sufficient to keep the layers of paper attached to each other as they leave the machine,
so that they can be cut and handled without removing the glued joint. It is this factor which determines the greatest proportion of water capable of being applied in an adhesive composition according to the invention.
An example of the practical application of the present glue in the manufacture of corrugated cardboard with several superimposed layers is described below and shown in the accompanying drawing in which
Fig. 1 is a schematic representation of a machine for making corrugated cardboard using the present glue as a bonding agent.
Fig. 2 is a perspective view of a corrugated cardboard with several overlapping layers made in accordance with the invention, the top layer of paper being partially separated from the inner core to illustrate the joining process.
The various mechanisms of this Machine have been shown entirely in a schematic manner in FIG.
1, because, in themselves, they are not part of this invention. The invention can be carried out using various apparatuses of other types than those shown in FIG. 1 and, in addition, is not limited to the manufacture of the particular type of corrugated cardboard shown in FIG. 2, but can be applied to the manufacture of many other types of corrugated cardboard or paper products by similar processes. However, the following description of the operation of the installation of FIG. 1 will show a particular application of the invention,
The paper which is to constitute the core of the corrugated cardboard produced in the installation of the pin 1 is stored on the feed roller 10.
In operation, this paper unwinds from the roll 10 and passes between steam injectors 11, which emit jets of steam serving to moisten and soften the paper web 12. After its
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passing through the steam injectors 11, the strip 12 passes over a guide roller 13, then between the two corrugated rollers 14 and 15 which rotate in such a way that the strip of paper 12 is creased or folded in the form of substantially portions rectangular.
The corrugated paper web 15a leaving the corrugated roll 15 passes over a much larger cylinder 16 which, for clarity of the drawing, is assumed to have a smooth surface, in the example shown, but for- could be wavy, if desired; and, in this passage, it comes into contact with a glue supply roller 17. This roller 17 is driven in a rotational movement and supplied with one of the adhesive materials of the non-gelatinized carbohydrate types, such as those described above. - cédément, by a pick-up roller 18 which plunges into a container 19 filled with this material 20.
The roller 17 filled with glue applies a layer of glue on the convex parts which are located on one side of the corrugated strip of paper 15a passing around the periphery of the cylinder 16. At a point located a little beyond the roller 17 , on the periphery of the cylinder 16, the corrugated paper 15a comes into contact with another web of paper 26 which should constitute one of the smooth sheets of the final product.
This web of paper 26 is supplied by a feed roller 21 and is brought into contact with the corrugated web of paper 15a by guide and tension rollers 22, 23, 24 and 25. The roller 25 brings the web of paper 26 into intimate contact with the colloid coated portions with the corrugated web of paper 15a passing over the cylinder 16, which unites the two webs.
The roller 16 is preferably heated with steam, in order to dry the moistened paper 15 and to cause the bonding of the smooth sheet 26 with the corrugated loop 15a by the glue.
The corrugated strip 15a and the smooth sheet 26
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united to this strip now pass around the roller 27 so that the uncoated side of the corrugated strip 15a comes into contact with a second glue supply roller 28. This roller is driven in a rotational movement and supplied with glue by a roller gripper 29 immersed in a container 30 which is filled with non-gelatinized glue 31.
The roller 28 applies a layer of the glue according to the invention on the convex parts of one side of the corrugated strip 15a, in the same way that the first glue supply roller 17 had coated the opposite side of this strip with glue. At the moment when the corrugated strip 15a, on one of the surfaces of which a smooth sheet 26 is now glued and which comprises a layer of adhesive deposited on the tops of its other surface, leaves the roll 27, it comes into contact with a strip of paper 32 which is to constitute the other smooth screen. This strip 32 is supplied by a feed roller 33 and is brought into contact with the glue coated side of the corrugated strip 15a by guide and tension rollers 34, 35, 36 and 37.
On leaving roll 37, the assembly, comprising the inner corrugated web of paper 15a, an upper smooth sheet 32 and a lower smooth sheet 26, passes between a hot plate 38 and brushes 39. The heat of the hot plate 38 a the role of gelatinizing the non-gelatinized component of the glue, which has previously been deposited between the core and the outer smooth .sheets.
This heat treatment changes the glue so that its viscosity rises to a point where the glue behaves as an effective bonding agent and partially dries. The role of the brpsses 39 is to keep the corrugated cardboard slightly in contact with the hot plate 38 during the heating period.
Rubber-lined rollers 40 drive the three paper webs 15a, 26 and 32 through
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the entire installation. The finished product, leaving the rolls 40, is cut to any desired length, using knives 41.
The hot plate 38 of FIG. 1 is maintained at a temperature of between 1210 and 191 C approximately.
The corrugated cardboard is fed into contact with this plate at a high speed which, depending on the type of paper used and the production desired, varies from 50 to 100 meters per minute. Even at the top speed of 100 meters per minute, the initially non-gelatinized component of the adhesive according to the invention will be gelatinized and solidified in order to establish a solid glued joint between the various pieces of paper from which the product is made.
Fig. 2 shows a fragment of a paper product of the type made in the machine of fig, 1.
This product comprises a corrugated internal core 42 and two smooth sheets 43 and 44. These smooth sheets are firmly united to the core by gelatinized glue which has been brought to the gelatinized state on site and part of which is indicated at 45. The carrier component of the present glue in some cases behaves like a paper primer or glue at the joint location and thus provides a better substrate on each paper surface for the bonding agent.
When the glue 45 is one of the types previously described and is used to join the originally separated pieces of paper in accordance with the process described above in connection with FIG. 1, the corrugated cardboard product possesses the advantages and improvements specified above as features of the invention and is free from the drawbacks and limitations possessed by similar products produced heretofore, as has been shown. said previously, only one particular type of product and one particular embodiment of the process have been described, but the invention is capable of receiving other embodiments, which modify
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tions and improvements without straying from his mind. -:
CLAIMS: -
The object of the invention is a process for manufacturing a product composed of several superimposed layers of paper, such as corrugated cardboard or paper comprising a corrugated core and, at least, a smooth sheet secured to this core by a bonding agent whose adhesive properties are developed by the application of heat during the time that the smooth sheet and the me are held side by side;
and it extends particularly to the following characteristics and their various combinations:
1 the union agent mainly contains a mixture of an inert, non-gelatinized starchy material contained or suspended in a viscous hydrosol medium, and the union is effected by in-place gelatinization of the non-gelatinized starch component, which increases the viscosity of the bonding agent sufficient to establish a glue joint in place joining the smooth sheet to the corrugated core.
2 small amounts of caustic soda or well-known starch gelatinization agents are added to lower the gelatinization temperature of: ungelatinized starchy material.
3 to increase the degree of visoosity developed by the non-gelatinized material when this material is gelatinized in place by the supply of heat, a substance capable of increasing the viscosity of the starch, such as borax, is added.
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