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FEUILLE D'EMBALLAGE RETERCISSABLE PAR ENROULEMENTS DE FILAMENTS DE
CELLULOSE ET SON PROCEDE,DE PREPARATION.
La présente invention concerne un procédé de traitement d'en- roulements annulaires de matières en.filaments, telle que la cellulose ré- générée,à partir de la viscose, ainsi que des feuilles d'emballage nouvel- les, perméables et rétrécissables, en papier ou en matière analogue au pa- pier et suffisamment minces et souples pour pouvoir se conformer facilement aux surfaces périphériques de l'enroulement.
Les filaments en cellulose régénérée, lorsqu'ils sont obtenus et avant séchage se trouvent à l'état d'un gel fortement gonflé, qui ré- trécit au cours du séchage, en entraînant le rétrécissement de l'ensemble de l'enroulement de sorte que si l'emballage ne se rétrécit pas avec l'en- roulement au cours du séchage, il se forme, entre l'enroulement et son em- ballage, une poche d'air qui a pour effet de diminuer la vitesse de sécha- ge. En outre, l'emballage n'épouse pas étroitement l'enroulement séché, ré- tréci, et tend à glisser sur lui au cours de son traitement, en entraînant un déplacement des spires et en abîmant les fils au cours du traitement et du transport de l'enroulement emballé sec.
L'invention a pour but de réaliser un emballage,en papier ou matière analogue, caractérisé par une résistance élevée à l'état humide et une forte porosité, et qui se rétrécit avec l'enroulement qu'il enveloppe au cours du séchage, après le traitement par des liquides de celui-ci, le dit emballage pouvant se rétrécir sur toute sa surface, lorsqu'ilentoure un enroulement annulaire d'une matière.filamenteuse, le rétrécissement de certaines parties de l'emballage étant plus prononcé qu'en d'autres par- ties, de façon que le rétrécissement prononcé dans ces parties disséminées ne provoque pas'-la déchirure de l'emballage.
Les buts que l'invention se propose d'atteindre sont réalisés en partant d'un papier présentant une résistance minimum à l'état humide de
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118 g par centimètre de largeur dans le sens transversal au grain, à la surface duquel on effectue des dépôts, discontinus et séparés, d'une ma- tière cellulosique telle que la viscose ou un éther de cellulose insolu- ble dans l'eau et soluble dans les alcalis.
Les dépôts sont séchés, puis traités de manière à régénérer la cellulose, dans le cas de la viscose, ou à neutraliser l'alcali et à insolubiliser l'éther, dans le cas d'éthers de cellulose solubles en solution alcaline, elles sont ensuite séchées sous tension, à des dimensions déterminées, de manière à empêcher le rétrécis- sement et à conférer à la feuille une capacité de rétrécissement résiduel, destinée à être utilisée ultérieurement lorsqu'elle sera mouillée puis sé- chée in situ sur l'enroulement de filaments.
Le papier est un papier très mince, du genre du papier de soie dans lequel les fibres sont reliées entre elles par un liant qui forme avec les fibres une structure homogène. Il peut par exemple être constitué par du papier de 4 à 5 kg dont les fibres sont collées entre elles à leurs points d'intersection par de la cellulose régénérée ou par un éther de cel- lulose insoluble dans l'eau et soluble dans les alcalis, ou par une résine, en particulier par une résine de mélamine-formaldéhyde, ou par liaison au- togène de fibres en une matière potentiellement adhésive, mélangées à des fibres courantes utilisées pour la fabrication du papier, afin de constituer une structure homogène avec le liant.
La feuille de base doit avoir une résistance à l'état humide de 118 g au moins par centimètre de largeur dans le sens transversal au grain, déterminée par l'essai suivant :
On plonge dans l'eau pendant au moins 30 secondes des bandes de papier de 2,54 cm de largeur et de 6,35 cm de long, puis on les place, à l'état mouillé, entre les mâchoires de serrage d'un appareil ordinaire d'essai de Suter, utilisé couramment pour déterminer la résistance à la traction des filés, et présentant un taux de charge de 4 g par denier et par seconde. La résistance à la traction est représentée par le poids, exprimé en grammes par centimètre de largeur qui est nécessaire pour rompre la ban- de.
Selon un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, on ob- tient la feuille de papier de base en revêtant un papier de soie, formé par des fibres ordinaires pour papier, d'une mince couche continue de viscose à faible teneur en cellulose, par exemple d'une viscose contenant de 0,6 à 0,9% de cellulose, telle que celle qu'on obtient en diluant dans l'eau une viscose normale contenant de 6 à 9% de cellulose, les proportions étant de 9 parties d'eau pour 1 partie de viscose, puis en séchant le papier ainsi revêtu de manière à obtenir un papier renforcé, possédant une forte résis- tance à l'état humide et dont les fibres sont collées entre elles par la viscose. On effectue de préférence ce séchage sans effectuer de régénéra- tion notable de la cellulose.
On recouvre une surface de la feuille de base d'une viscose contenant de 1,5 à 9% de cellulose, et de préférence de 6 à 9%, sous la forme de dépôts séparés, espacés, et en quantité telle que sur la feuille terminée, une fois sèche, il soit déposé de 2 à 20% en poids de cellulose régénérée formant des zones séparées.
On peut appliquer sur le papier perméable, à titre de liant pour les fibres, des solutions alcalines aqueuses d'éther de cellulose insoluble dans l'eau et soluble dans les alcalis, d'une¯concentration en éther de 0,5 à 3%, telles que des solutions dans l'hydroxyde de sodium, en vue d'obtenir la feuille de base. On utilise des solutions plus concentrées, par exemple des solutions aqueuses dans l'hydroxyde de sodium contenant de 3,5 à 8% de l'éther en vue d'effectuer sur la surface de la feuille de papier de base un dépôt discontinu formé de zones séparées.
Par l'expression "éther de cellulose soluble dans les alcalis et insoluble dans l'eau", il convient de comprendre les alcoyl-éthers sim- ples, les carboxyalcoyl-éthers, les alcoyl-hydroxyalcoyl-éthers mixtes, les alcoyl-carboxyalcoyl-éthers mixtes et les sels de métaux alcalins des car- boxyalcoyl-éthers, qui sont insolubles dans l'eau mais solubles dans les
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solutions alcalines auqueuses, d'une concentration de 2 à 85, à la tempé- rature ordinaire ou à une température peu élevée.
Les dépôts séparés et espacés peuvent présenter la forme de ta- ches ou points; de dimension et forme quelconques, par exemple circulaire, rectangulaire, en losange etc.., ou celle de bandes, lignes ,ou barbouilla- ges de largeur et longueur quelconques, pouvant être distincts ou se croi- ser. Les dépôts discontinus peuvent fusionner ou se mélanger quelque peu avec le liant à l'intérieur ou à la surface de la feuille de base. Ces dé- pôts séparés provoquent non seulement le rétrécissement de l'emballage lors- qu'on le mouille puis le sèche sur l'enroulement de filaments mais ils ren- forcent également l'emballage contre les déchirures. Si une déchirure se produit, elle est arrêtée par le dépôt le plus près, ou en un point quel- conque d'intersection de ces dépôts.
La feuille pourvue des dépôts séparés se rétrécit de 1% au moins, et de préférence de 3% ou plus, lorsqu'on la mouille ultérieurement, puis qu'on la laisse sécher à l'état libre. Le rétrécissement total est tel que l'emballage enserre l'enroulement pendant et après le séchage. Elle a une perméabilité minimum à l'air de 35 m3 par m2 de la feuille déterminée par l'essai standard de perméabilité à l'air (A S T M - D - 737 - 46).
La proportion de liant, à l'intérieur ou à la surface du papier, nécessaire pour obtenir une feuille de base possédant la résistance voulue à l'état mouillé, est faible ; peut être par exemple de 1,5 à 2% en poids, calculé sur le poids de fibres du papier. Le poids de la feuille de base, plus celui des dépôts séparés est de préférence de 3,5% au moins, jusqu'à 22% au plus, supérieur à celui du poids des fibres seules.
En disposant de façon convenable les perforations'dans une au- ge d'aspersion, ou les rainures ou analogues à la surface d'un cylindre gravé ou imprimeur, ou en réglant un jet utilisé pour effectuer les dé- pôts séparés, il est possible de disposer ces derniers selon un dessin qui permettra de conférer aux parties de l'emballage qui, en service, se con- forment ou entourent la paroi cylindrique ou latérale de l'enroulement an- nulaire, le rétrécissement le plus prononcé. Ceci est avantageux, étant donné qu'il convient de conférer le plus fort rétrécissement à ces par- ties de l'emballage plutôt qu'à celles qui se trouvent contre les parois supérieure et inférieure de l'enroulement.
On peut n'effectuer les dépôts séparés que sur les parties de la feuille de base qui, en service, en- tourent les parois latérales de l'enroulement, ou bien on peut effectuer la plus grande partie de ces dépôts sur les dites parties, ou bien on peut les déposer de façon régulière ou irrégulière sur toutes les parties de la feuille.
L'emballage peut avoir la forme d'un tube ou cylindre sans joint ou être formé par recouvrement des bords selon un mode convenable quelconque de fabrication, comme par. exemple en insérant entre les bords une bande en une matière sensible à la chaleur et rendue collante par la chaleur; on peut encore enduire une surface de la feuille, au voisinage du bord, d'une matière adhésive réunissant les bords se recouvrant.
On peut encore envelopper l'enroulement de filaments à l'ai- de du papier que l'on replie ensuite pour le maintenir contre lui.
Les exemples suivants montreront bien comment l'invention peut être mise en'oeuvre.
EXEMPLE 1
On fait passer dans un milieu aqueux, obtenu en diluant de la viscose contenant 6% de cellulose dans 9 parties d'eau pour 1 partie de viscose, une feuille de papier de soie non perforé de 4 kg à la rame. On sèche ensuite la feuille enduite, qui présente à l'état mouillé une résis- tance supérieure à 118 g par cm de largeur dans le sens transversal au grain. On dépose sur la feuille des gouttes de viscose contenant 7% de cellulose, de façon à former des taches de 0,5 cm de diamètre, espacées
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régulièrement de 1,25 cm de centre à centre.
On sèche la feuille, on la fait passer dans un bain contenant 10% d'acide sulfurique et 20%. de sulfate de sodium de façon à régénérer la cellulose, on la lave pour la débarrasser de l'acide, puis on la sèche sous tension.On transforme le papier en tube que l'on utilise comme emballage pour un gâteau de filaments de cellulose régénérée récemment préparés par filature centrifuge. On soumet le gâteau emballé aux traitements ultérieurs ordinaires par des liquides comprenant la désulfuration, le blanchiment et le lavage, puis on le sèche. Au cours du séchage, l'emballage se rétrécit en même temps que le gâteau. Le rétré- cissement est plus prononcé au droit des parties recouvertes par les taches qu'au droit des parties non recouvertes et il s'accompagne d'un plissement de papier.
L'emballage rétréci se conforme étroitement aux contours de l'en- roulement rétréci.
EXEMPLE 2 :
On fait passer un papier de soie non perforé (de 4 kg à la rame) à travers une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 2% contenant 1,5% d'hydroxyéthyl-cellulose contenant en moyenne 0,10 unité d'oxyde d'éthylène par unité de cellulose, puis on le sèche. On dépose sur la feuille de pa- pier de base une solution aqueuse à 6% d'hydroxyde de sodium contenant 8% d'hydroxyéthyl-cellulose à 0,36 unité en moyenne d'oxyde d'éthylène par u- nité de cellulose, sous laforme de bandes de 5 cm de longueur,environ et de 0,5 cm de largeur, la distance entre les bandes étant de 1,25 cm.
On sè- che l'éther puis on fait passer la feuille dans une solution aqueuse d'acide sulfurique à 1% afin de neutraliser l'hydroxyde de sodium, on la lave en vue de la débarrasser de l'acide, puis on la sèche sous tension. On utilise le papier pour envelopper un gâteau de rayonne que l'on soumet ensuite au trai- tement par les liquides, on lave et on sèche. L'emballage se rétrécit avec le gâteau au cours du séchage de ce dernier, dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1.
EXEMPLE 3 :
On prépare une pâte à papier en mélangeant avec la pulpe un pré- condensat d'une résine mélamine-formaldéhyde dans la pile d'une machine or- dinaire à fabriquer le papier. On transforme la pâte en feuilles de papier de soie, que l'on sèche. On fait écouler sur la surface de la feuille une viscose contenant 9% de cellulose, puis on sèche de façon à obtenir une feuille de base présentant à sa surface de petites gouttes de viscose. On fait passer le papier dans un bain formé par une solution aqueuse d'acide sulfurique, en vue de régénérer la cellulose, on le lave afin de le débarras- ser de l'acide, puis on le sèche sous tension.
Le papier qui comprend 7% de cellulose régénérée répartie de façon discontinue sur sa surface est uti- lisé comme emballage pour un gâteau de rayonne, et il se rétrécit en même temps que ce dernier lorsqu'on mouille le gâteau ainsi enveloppé, et qu'on le sèche. L'invention comprend les feuilles d'emballage en papier ainsi que celles en matière analogue au papier et les bandes ou nappes minces a- nalogues au feutre suffisamment minces et souples pour se conformer de fagon générale au contour de l'enroulement et présentant, avant dépôt sur leur surface de gouttes séparées ou taches analogues de viscose ou d'éther de cellulose, une résistance à l'état humide de 118 g au moins par centimètre de largeur dans le sens transversal au grain.
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PACKAGING SHEET RETREASENABLE BY WINDING FILAMENTS OF
CELLULOSE AND ITS PROCESS, FOR PREPARATION.
The present invention relates to a process for treating annular windings of filament materials, such as regenerated cellulose, from viscose, as well as novel, permeable and shrinkable wrapping sheets, into. paper or paper-like material and sufficiently thin and flexible to easily conform to the peripheral surfaces of the coil.
The regenerated cellulose filaments, when they are obtained and before drying are in the state of a strongly swollen gel, which shrinks during drying, causing the entire winding to shrink so that if the packaging does not shrink with the winding during drying, an air pocket forms between the winding and its packaging, which has the effect of reducing the drying speed. ge. In addition, the packaging does not closely follow the dried, shrunken coil and tends to slide on it during processing, causing the turns to move and damaging the threads during processing and transport. of dry wrapped winding.
The object of the invention is to provide a packaging, made of paper or the like, characterized by high resistance in the wet state and high porosity, and which shrinks with the winding which it envelops during drying, after the treatment with liquids thereof, said package being able to shrink over its entire surface, when it surrounds an annular coil of a filamentous material, the shrinkage of certain parts of the package being more pronounced than in d other parts, so that the pronounced shrinkage in these scattered parts does not tear the package.
The objects which the invention proposes to achieve are achieved by starting from a paper having a minimum wet strength of
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118 g per centimeter of width transversely to the grain, on the surface of which deposits, discontinuous and separate, of a cellulosic material such as viscose or an ether of cellulose insoluble in water are made and soluble in alkalis.
The deposits are dried, then treated so as to regenerate the cellulose, in the case of viscose, or to neutralize the alkali and to insolubilize the ether, in the case of cellulose ethers soluble in alkaline solution, they are then dried under tension, to specific dimensions, so as to prevent shrinkage and to give the sheet a residual shrinkage capacity, intended for later use when it is wetted and then dried in situ on the winding of filaments.
The paper is a very thin paper, of the kind of tissue paper in which the fibers are linked together by a binder which forms a homogeneous structure with the fibers. It can, for example, consist of paper weighing 4 to 5 kg, the fibers of which are glued together at their points of intersection by regenerated cellulose or by a cellulose ether insoluble in water and soluble in alkalis. , or by a resin, in particular by a melamine-formaldehyde resin, or by au- togene bonding of fibers in a potentially adhesive material, mixed with common fibers used for the manufacture of paper, in order to constitute a homogeneous structure with the binder.
The base sheet shall have a wet strength of at least 118 g per centimeter of width transverse to the grain, determined by the following test:
Paper strips 2.54 cm wide and 6.35 cm long are dipped in water for at least 30 seconds and then placed, in the wet state, between the clamping jaws of a An ordinary Suter test apparatus, commonly used to determine the tensile strength of yarns, and exhibiting a load rate of 4 g per denier per second. The tensile strength is represented by the weight, expressed in grams per centimeter of width which is required to break the band.
According to a preferred embodiment of the invention, the base sheet of paper is obtained by coating a tissue paper, formed by ordinary fibers for paper, with a continuous thin layer of low viscose viscose. cellulose, for example a viscose containing 0.6 to 0.9% cellulose, such as that obtained by diluting in water a normal viscose containing 6 to 9% cellulose, the proportions being 9 parts of water to 1 part of viscose, then by drying the paper thus coated so as to obtain a reinforced paper having a high wet strength and the fibers of which are bonded together by the viscose. This drying is preferably carried out without effecting substantial regeneration of the cellulose.
A surface of the base sheet is covered with a viscose containing 1.5 to 9% cellulose, and preferably 6 to 9%, as separate, spaced deposits, and in an amount such as on the sheet. completed, once dry, 2 to 20% by weight of regenerated cellulose is deposited, forming separate zones.
Aqueous alkaline solutions of water-insoluble and alkali-soluble cellulose ether, with an ether concentration of 0.5 to 3%, can be applied to the permeable paper as a binder for the fibers. , such as solutions in sodium hydroxide, to obtain the base sheet. More concentrated solutions, for example aqueous solutions in sodium hydroxide containing 3.5 to 8% of the ether, are used in order to make a discontinuous deposit on the surface of the base paper sheet formed by separate areas.
By the expression "cellulose ether soluble in alkali and insoluble in water", it is to be understood the single alkyl ethers, the carboxyalkyl ethers, the mixed alkyl-hydroxyalkyl ethers, the alkyl-carboxyalkyl- mixed ethers and alkali metal salts of carboxyalkyl ethers, which are insoluble in water but soluble in
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alkaline aqueous solutions, concentration 2 to 85, at room temperature or at low temperature.
The separate and spaced deposits may be in the form of spots or dots; of any size and shape, for example circular, rectangular, diamond-shaped, etc., or that of bands, lines, or smears of any width and length, which may be distinct or intersect. The discontinuous deposits may coalesce or mix somewhat with the binder within or on the surface of the base sheet. These separate deposits not only cause the wrapper to shrink when wet and then dry on the filament winding, but they also strengthen the wrapper against tearing. If a tear does occur, it is stopped by the nearest deposit, or at any point of intersection of these deposits.
The sheet with the separated deposits shrinks by at least 1%, and preferably by 3% or more, when subsequently wetted and then allowed to dry free. The total shrinkage is such that the packaging encloses the winding during and after drying. It has a minimum air permeability of 35 m3 per m2 of the sheet determined by the standard air permeability test (A S T M - D - 737 - 46).
The proportion of binder, inside or on the surface of the paper, necessary to obtain a base sheet having the desired strength in the wet state, is low; can be for example from 1.5 to 2% by weight, calculated on the weight of fibers of the paper. The weight of the base sheet, plus that of the separated deposits is preferably at least 3.5%, up to at most 22%, greater than that of the weight of the fibers alone.
By suitably arranging the perforations in a sprinkler trough, or the grooves or the like on the surface of an engraved or printing cylinder, or by adjusting a jet used to make the separate deposits, it is possible to arrange the latter according to a design which will make it possible to confer on the parts of the packaging which, in use, form or surround the cylindrical or side wall of the annular coil, the most pronounced shrinkage. This is advantageous, since the greatest shrinkage should be imparted to those parts of the package rather than to those against the top and bottom walls of the coil.
The separate deposits can be made only on those parts of the base sheet which, in use, surround the side walls of the winding, or the greater part of these deposits can be made on said parts, or they can be deposited in a regular or irregular fashion on all parts of the sheet.
The package may be in the form of a seamless tube or cylinder or be formed by overlapping the edges in any suitable mode of manufacture, such as para. example by inserting between the edges a strip of a material sensitive to heat and made sticky by heat; it is also possible to coat a surface of the sheet, in the vicinity of the edge, with an adhesive material joining the overlapping edges.
The coil of filaments can also be wrapped around the paper which is then folded back to hold it against it.
The following examples will clearly show how the invention can be implemented.
EXAMPLE 1
Passing through an aqueous medium, obtained by diluting viscose containing 6% cellulose in 9 parts of water to 1 part of viscose, a sheet of unperforated tissue paper weighing 4 kg per ream. The coated sheet was then dried, which in the wet state exhibited a strength greater than 118 g per cm of width in the transverse grain direction. Drops of viscose containing 7% cellulose are placed on the sheet, so as to form spots 0.5 cm in diameter, spaced
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regularly 1.25 cm from center to center.
The sheet is dried, passed through a bath containing 10% sulfuric acid and 20%. of sodium sulphate to regenerate the cellulose, it is washed to get rid of the acid, then it is dried under tension. The paper is transformed into a tube which is used as packaging for a cake of regenerated cellulose filaments recently prepared by centrifugal spinning. The packaged cake is subjected to ordinary subsequent treatment with liquids including desulfurization, bleaching and washing, followed by drying. During drying, the wrapper shrinks together with the cake. The shrinkage is more pronounced on the right of the parts covered by the spots than on the uncoated parts and it is accompanied by a paper wrinkling.
The shrunken package conforms closely to the contours of the shrunken package.
EXAMPLE 2:
A non-perforated tissue paper (4 kg per ream) is passed through a 2% aqueous sodium hydroxide solution containing 1.5% hydroxyethyl cellulose containing on average 0.10 oxide units of ethylene per unit of cellulose, then dried. A 6% aqueous solution of sodium hydroxide containing 8% hydroxyethyl cellulose with an average 0.36 unit of ethylene oxide per unit of cellulose is deposited on the base sheet of paper, in the form of strips approximately 5 cm in length and 0.5 cm in width, the distance between the strips being 1.25 cm.
The ether is dried, then the sheet is passed through a 1% aqueous sulfuric acid solution in order to neutralize the sodium hydroxide, it is washed in order to free it from the acid, then it is dried. under pressure. The paper is used to wrap a rayon cake which is then subjected to liquid treatment, washed and dried. The wrapping shrinks with the cake during the drying of the latter, under the same conditions as in Example 1.
EXAMPLE 3:
A pulp is prepared by mixing with the pulp a pre-condensate of a melamine-formaldehyde resin in the stack of an ordinary papermaking machine. The dough is transformed into sheets of tissue paper, which are dried. A viscose containing 9% cellulose is flowed onto the surface of the sheet, then dried so as to obtain a base sheet having small drops of viscose on its surface. The paper is passed through a bath formed by an aqueous solution of sulfuric acid in order to regenerate the cellulose, it is washed in order to free it from the acid, then it is dried under tension.
The paper which comprises 7% regenerated cellulose distributed discontinuously over its surface is used as a wrapper for a rayon cake, and it shrinks together with the latter when the cake thus wrapped is wetted, and that we dry it. The invention includes wrapping sheets of paper as well as those of paper-like material and felt-like thin webs or webs sufficiently thin and flexible to conform generally to the contour of the winding and having, before depositing on their surface separate drops or similar spots of viscose or cellulose ether, a wet strength of at least 118 g per centimeter of width in the direction transverse to the grain.