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"Perfectionnements apportés aux prooédés et produits pour fabriquer du papier
L'invention est relative à un prooédé pour fabriquer du papier couché et collé, à un produit en papier couché et collé, à un pro- oédé pour préparer une composition propre à coller et coucher du papier et à une composition de revêtement propre à coller et oou- cher du papier tout en oonvenant à d'autres usages.
Quand on cite, dans ce qui suit, du papier, on vise également du papier fort, du oarton et tous les produits constitués, en to- talité ou en partie, par des bandes ou feuilles cellulosiques for-
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mées par séparation des fibres d'avec de l'eau.
Conformément à l'invention, une bande ou feuille de papier est couchée et collée simultanément. Ceci a lieu par une seule opéra- tion en appliquant sur ladite bande ou feuille de papier une compo- sition de revêtement àqueuse qui contient des particules de matiè- res minérales, désignées ci-après comme étant des pigments, et une ou plusieurs matières de oollage appartenant à une classe définie plus particulièrement ci-après.
Quand ladite composition de revête- mentaqueuse est'appliquée sur la bande ou feuille'de papier, la matière de collage est transférée, tout'au moins en partie, hors de ladite composition de revêtement aqueuse sur les fibres de cel- lulose du papier, de manière à coller ainsi la bande ou feuille de papier. '
Alors que l'invention n'est pas limitée à l'élimination de l'usage de l'alun au cours de 1-'opération de collage, une des oarac- téristiques importantes de l'invention est qu'il est possible de supprimer l'usage de l'alun ou autre agent acide pour le collage.
Il est ainsi possible d'utiliser, en vue de fabriquer la bande ou feuille de papier initiale sur le tamis d'une machine Fourdrinier ou 'toute autre machine servant à la fabrication du papier, une suspension aqueuse ou une composition de "matières premières" de fibres cellulosiques convenant à la fabrication-du papier, cette suspension ayant un pH au moins égal à 7, ledit pH ayant, de pré- férence, une valeur minimum de 8,5. Cette valeur du pH peut varier entre les limites 8,5 et 12,5. On obtient ainsi un papier'forte- ment amélioré.
Conformément à une disposition faisant l'objet de l'invention, la composition aqueuse de collage et de couchage est appliquée sur la bande de papier après que celle-ci a été préalablement séchée partiellement de manière telle qu'elle contienne au maximum 50 % d'eau en poids.
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On connaît depuis de nombreuses années la fabrication du pa- pier d'imprimerie couché à l'aide d'une matière minérale en appli- quant sur le support en papier une suspension aqueuse ou une pâte liquide contenant un pigment minéral, tel que l'argile ou le car- bonate de calcium, cette suspension contenant également une matiè- re collante ou un adhésif, tel qu'une colle à base d'amidon ou de caséine, qui convient à être dispersée dans l'eau. Le poids sec de l'adhésif utilisé pour une composition de revêtement est générale- ment petit comparativement au poids du pigment contenu dans cette composition, car, généralement, on désire utiliser la plus petite quantité possible d'adhésif pour 'fixer le pigment de couchage d'unr manière ferme au support en papier.
Par conséquent, la couche fi- nale, formée par la composition de revêtement séohée, comporte des pores capillaires dans lesquels de l'encre aqueuse ordinaire et de l'encre d'imprimerie peuvent pénétrer aisément.
Des papiers comportant des revêtements contenant des matières minérales et les procédés de couohage appartiennent à deux' classes générales. La première et la plus ancienne de ces deux classes comprend les papiers diversement dénommés papiers de conversion, ordinaires ou complètement couchés. Ces papiers couchés sont fa- briqués selon le procédé le plus ancien sur des coucheuses qui ne sont pas reliées à une machine à papier.
La deuxième classe, plus générale et plus récente, de papier à revêtement minéral, comprend les papiers oouohés à la machine, ces papiersétant revêtus par un procédé de couchage Sans un pos te de couchage faisant partie de la machine à papier elle-même, en- tre l'endroit où la suspension aqueuse de la charge, destinée à la fabrication du papier, est fournie au tamis sur lequel se for- me la bande de papier et le poste final où le papier complet, oou- ohé et séché, est enroulé sur une bobine, à l'extrémité de sortie de la machine..
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Il est aisément compréhensible que les conditions né cessai- res pour un couchage satisfaisant à la machine imposent certai- nes limitations à la fois en ce qui .concerne la composition du revêtement et la structure du support 'ou de' la bandeinitiale en papier, ces conditions n'existant pas pour.'l'opération ordinaire et plus ancienne du couchage par conversion.
Les compositions, faisant l'objet de l'invention, sont uti- les pour la production des deux classes susdites de papiers avec revêtements contenant. des matières minérales. Elles ont une va- leur particulière et extraordinaire pour la fabrioation de papiers couchés à la machine pour lesquels le procédé de fabrication se fait d'une manière continue, dans la même machine, par une série d'opérations.
Pour le procédé de couchage à la machine, la composition de revêtement aqueuse est appliquée; en quantité mesurée, sur la surface de la bande de papier et, en moins d'une seconde, le re- vêtement humide est mis en contact aveo un tambour de séohage chauffé auquel le revêtement ne doit pas coller.
Cette condition exige l'usage de bandes ou feuilles initiales en un papier très absorbant et/ou une composition de revêtement ayant une teneur très élevée en matières solides, afin; que le revêtement durcisse à l'état solide et humide, pour ainsi dire instantanément après que la composition.de revêtement a été appliquée sur le papier à cause de l'absorption de l'eau, contenue dans la composition de revêtement, par la.bande de papier absorbant.' '
Pour la pratique industrielle aotuelle, les meilleures con- ditions opératoires pour le couchage à la machine résultent de l'usage d'un papier initial ne comportant aucune colle et très absorbant, o'est-à-dire une bande de papier qui n'a pas des pro- priétés répulsives pour l'eau.
Sur du papier couché à la machine, fabriqué avec une bande ou feuille de papier initiale nullement
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collée ou. sans apprêt, on ne peut pas écrire avec une encre aqueu- se ordinaire sans former une tache sur la bande de papier couché. pour de nombreux usages, il est essentiel de pouvoir disposer d'un papier couché sur lequel on peut .écrire avec une encre aqueuse ordinaire. Par oonséquent, il a été d'usage de prévoir un certain degré de oollage dans la bande ou feuille de papier ' initiale que l'on utilise pour le couchage à la maohine malgré la difficulté plus grande, bien oonnue, que l'on rencontre aveo un tel papier partiellement collé pour le couchage à la machine.
Le collage a généralement lieu par précipitation dans la suspension aqueuse ou pâte liquide de fibres de cellulose, d'un dérivé de colophane en se servant d'alun de papetier, c'est-à- dire de sulfate d'aluminium. Cette suspension peut conter. ' ou non une charge minérale. Une quantité suffisante d'alun pour pré- cipiter la colle à la colophane et pour obtenir le collage de la bande de papier rend acide l'eau de la suspension aqueuse avec une valeur du pH d'environ 4,5 à 6,5. Ceci constitue un défaut sérieux quand du carbonate de calcium, ou toute autre charge qui réagit aisément avec un acide, se trouve dans la suspension.
D'autres inconvénients bien connus résultent de l'usage de l'alun ou d'un autre agent acide pour le procédé de oollage, y compris l'effet nuisible de l'alun sur les caractéristiques de vieillis- sement du papier, ainsi que l'effet immédiat de l'alun qui àffai- blit la solidité de la liaison entre les fibres dans le. papier final, de même que l'effet souvent nuisible sur la'blancheur et le brillant du papier, cet effet résultant de la coagulation par l'alun d'impuretés colorées qui se trouvent dans l'eau de ladite suspension aqueuse de fibres cellulosiques et de leur rétention dans la bande de papier.
L'invention permet de réaliser un papier collé et couché à la machine, pour lequel on se sert d'un support ou d'une bande, en un papier nullement collé ou sans apprêt, au moment où la com- position de combinaison qui sert à la fois au couchage et au ool-
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lage est appliquée sur le papier. Sur le papier couché, à l'état final, on peut écrire aveo une encre aqueuse sans former des ta- ohes. Le papier couché, à l'état finale est collé par l'applica- tion de là composition de combinaison, de sorte que'le papier cou- ohé présente un collage à un degré substantiel dans la bande ou le support: en papier.
Les buts de l'invention sont atteints en incorporant dans la composition de revêtement aqueuse, contenant des matières minérales, un agent de collage qui n'a pas été uti- lisé jusqu'icidans des compositions de ce genre.
Il est bien connu de produire le collage d'une feuille de papier sans apprêt ou non collée; en appliquant une colle super- ficielle sur la bande formée et non collée en papier, cornus indi- qué dans le brevet E.U.A. N 2.192.488 déposé le 1er juillet 1936, en appliquant une colle aqueuse à base de résinate d'ammo- nium sur la surface de la bande de papier' formée et non collée.
Ce papier collé superficiellement n'est toutefois nullement avantageux pour être utilisé comme un support pour un papier oou- ohé à la maohine, car il n'est pas suffisamment absorbant.
Il est également connu d'incorporer un agent de collage, telque du résinate d'ammonium, dans une composition de revê- tement contenant des matières minérales, comme indiqué dans le brevet E.U.A. N 2.651.580 déposé le ler septémbre 1949. Cette incorporation d'un agent de collage dans la composition de revê- tement contenant des matières minérales a généralement été faite dans le but d'améliorer seulement le revêtement du papier pour l'impression lithographique et n'a aucun effet de collage sur , la bande ou feuille de papier qui se trouve sous. cette couche.
Une telle composition de revêtement, quand elle est appliquée sur une bande ou feuille de papier non collé, ne permet donc pas d'obtenir un papier collé et couché sur lequel de l'encre aqueuse ordinaire peut être utilisée d'une manière satisfaisante, car
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l'agent de collage n'est pas transféré depuis le revêtement dans la bande de papier.
L'usage de la oomposition de combinaison, pour le collage et le couchage avec des matières minérales, constituée .conformément à l'invention, permet d'obtenir un papier couché et collé défini- tif'sur lequel on peut écrire aveo une encre aqueuse ordinaire sans faire de taches et dans lequel un degré de collage appréoia- ble est obtenu dans le papier de support, du fait que les agents de 'collage améliorés sont transférés effectivement depuis la composition de revêtement dans la bande de papier.
Les matières de collage préférées sont choisies dans la classe qui est consti- tuée par les dimères de cétènes aliphatiques dans lesquels les cétènes initiaux contiennent de préférence une chaîne hydrooar- bure aliphatique ayant de 6 à 20 atomes de carbone, ladite chaîne d'atomes de carbone dans les oétènes initiaux était, facultati- vement et de préférence, une chaîne rectiligne d'atomes de car- bone.
Sous sa définition la plus large, l'expression "alooyle" désigne tout groupement ou radical organique qui' est formé à partir d'un hydrocarbure par élimination d'un atome d'hydrogène en formant ainsi un groupement monovalent. Suivant sa définition plus restreinte, l'expression "alooyle" vise les radicaux susdits qui sont dérivés des hydrocarbures aliphatiques,, dont les atomes de carbone sont seulement disposés en chaînes reotilignes ou ra- mifiées, saturées ou non.
Les expressions "oétène alcoyle" et "oétène aliphatique" sont utilisées, tantôt l'une, tantôt l'autre, dans ce qui suit:
L'expression "cétène" définit une classe de composés orga- niques qui ont pour formule générale
EMI7.1
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Si les deux symboles R représentent des radicaux organiques, le oétène est un cétocétène mais si un des symboles R représen- te un atome d'hydrogène et l'autre R un radical organique, le cé- tène est un aldo-cétène.
Les cétènes alcoyles et leurs dimères sont bien connus. Ils sont décrits, par exemple, dans le "Dictionary of Applied Chemis- try" vol. VII (publié en 1946), pages 102-106 de Thorpe et dans le "Journal of teh American Chemioal Society" vol. 69 (publié en
1947), pages 2444-2448. Les oétènes sont également décrits dans le traité "Organio Chemistry", vol. I, 2e édition,publié en 1943, pages 662-665.
Des exemples de groupements alooyles oontenant de 6 à 20 atomes de .carbone sont les groupements hexyle (6), eioosanyle (20) décayle (10), tétradéoayle (14) et hexadécayle (16).
Le cétène à partir duquel le dimère est préparé peut être dérivé de l'acide oléique. Le symbole R dans la formule du oétè- ne et dans la formule du dimère correspond alors à CH3 (CH2) 8CH:
CH(CH2)6 ou C16H31. Ce cétène et son dimère peuvent être prépa- rés, comme décrit dans la littérature technique susindiquée, et ce dimère,' contenant des chaînes non saturées, peut être utilisé de même que d'autres dimères organiques qui contiennent deschaî- nes non saturées d'atomes de carbone.
Les autres'acides non saturés de la série oléique sont bien connus. Ils ont pour formule générale Cm H2m-1 COOH. Les cétènes, dérivés de ces acides non saturés peuvent être dimérisés et ces dimènes peuvent être utilisés pour l'invention,
L'usage d'émulsions qui'comportent ces dimères de oétènes alcoyles supérieurs est indiqué dans le brevet E.U.A. NO'2.627.477 accordé .le 3 février 1953, qui s'occupe de la formation d'une émulsion de ces dimères dans l'eau à l'aide de savon, de déter- gents synthétiques et d'autres agents.
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De nombreux cétènes originaux appartenant à cette classe sont décrits dans le brevet Grande Bretagne n 522. 204 accordé le 12 juin 1940. la formule générale d'un dimère de cétène de cette olasse peut être ROH2 COCR:C:O comme indiqué dans-le Journal of the Amerioan Chemioal Sooiety", vol. 69, page 2444, mais d'autres formules ont été proposées qui sont tout aussi probables. Dans cette formule, R représente le radical hydrocarbure aliphatique du 'oétène correspondant, tel que le radical hexadéoyle ou un ra- dical hydrocarbure de n'importe quel oétène qui n'est pas saturé en une ou plusieurs parties de sa chaîne.
A la température ambiante ordinaire de 20 à 30 , les dimères formés à partir de oétènes' aliphatiques ayant de 6 à 20 ato,mes dans leurs chaînes hydrooarbonées, sont des liquides huileux, ou des substances solides et analogues à de la cire qui peuvent être fondues à basse température et sont stables en étant fondues Ces propriétés physiques dépendent du degré de non saturation d'acides gras qui sont utilisée pour préparer les oétènes ini- tiaux.
Ces dimères sont insolubles dans l'eau et constituent de bons agents de collage. Les liquides huileux sont aisément émul- sionnés dans l'eau. -les dimères, qui sont solides à 20-30 , peu- vent être fondus à une température basse et les dimères fondus sont aisément émulsionnés ou dispersés dans l'eau. Ces émulsions ou dispersions peuvent être fixées à l'aide de nombreux-agents d'émulsion ou de dispersion bien connus. Il est ainsi possible de distribuer ces dimères 'uniformément dans une combinaison aqueuse pour le collage et le couchage combinés du papier.
Des essais ont montréi que le dimère est réparti uniformément dans la oomposition de collage et de couchage combinés et que, lorsqu'on utilise une-telle composition pour une bande de papier non collée ou partiellement ou totalement collée, au moins;
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une partie de l'ingrédient dimère pénètre dans la bande de pa- pier pour assurer le collage ou un collage additionnel de celui- ci, une partie dudit ingrédient dimère restant, pour certaines formules de la composition de combinaison.améliorée indiquée plus loin, dans le revêtement séché final,en-diminuant ainsi l'absorption d'eau par ce revêtement séché final.
Alors'qu'on préfère utiliser les dimères de cétènes qui con- tiennent 6 à 20 atomes de carbone dans leurs chaînes de carbone saturées ou non, l'invention comprend l'usage de .dimères de n'importe quels autres oétènes qui peuvent agir comme agents de collage dans la composition aqueuse combinée de collage et de couchage par le transfert depuis la composition dans la bande de papier..'
Quand on parle de l'usage d'un dimère on vise également l'usage de mélanges d'au moins deux dimères.
Des essais ont montré que ces dimères, quand ils sont incor- porés dans une composition de couchage, émigrent ou sont trans- férés depuis la composition de couchage dans le support en papier et assurent le oollage de ce support. Pour les oompositions de couchage, utilisées antérieurement et contenant un agent de col- lage, cet'agent de collage reste entièrement, ou en substance en- tièrement, dans le revêtement séché de sorte que le support en papier n'est pas collé d'une manière appréciable..
L'invention peut être utilisée pour coller suffisamment une bande ou feuille de papier. entièrement non oollée ou pour augmen- ter le degré de collage d'une bande ou feuille de papier qui préa- lablement a été collée partiellement, voire suffisamment.
Si l'on désire, le dimère de oétène à'l'état liquide, après avoir été chauffé 'si nécessaire pour pouvoir l'utiliser aisément, peut être agité dans une composition de oouohage aqueuse qui con- tient du pigment et de l'adhésif, avec ou sans l'addition d'un
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agent émulsionnant. On préfère préparer une émulsion aqueuse du dimère et mélanger cette émulsion à la composition de couchage aqueuse.
Un exemple de la préparation d'une.émulsion aqueuse d'un di- mère est indiqué ci-après.
Dans ce qui suit, 1 expression "unité" désigne n'importe quelle unité de poids, par exemple un kg, une livre anglaise ou analogue.
La préparation d'une émulsion aqueuse du dimère a lieu comme suit. On mélange 60 unités du dimère de oétène hexadécyle et 12 unités de l'agent émulsionnant choisi et on chauffe e mélange à 55 . Cette opération, comme toutes oelles indiquées, a lieu à la pression atmosphérique d'environ 760 mm. de Hg. Pour cet exem- ple, l'agent émulsionnant est le trioléate de sorbitan polyoxy- éthylènique, connu sous le nom commercial de "Tween 85". Ce mé- lange est anhydre,
Cet agent émulsionnant est un liquide huileux à 25 avec un poids spécifique de 1,00-1,05 à 25 . Il peut être dispersé dans l'eau distillée.
Ce "Tween 85" est décrit en détail à la page 587 du "Handbook of material Trade Namestt par Zimmerman et Lavi- ne, publié en 1953 par l' Industrial Researoh Service".
128 unités d'eau, qui peut être de l'eau ,distillée, sont chauffées à 55 -60 et sont ajoutées lentement au mélange indi- qué ci-dessus à 55 -60 . L'émulsion Initiale, qui est ainsi formée a une couleur jaune et est une émulsion d'eau dans: l'huile.
Quand la moitié environ de l'eau est ajoutée, l'émulsion devient une émulsion d'huile dans l'eau et la couleur jaune initiale devient blanche.
D'autres émulsions, qui peuvent être utilisées, sont déori- tes dans le brevet E.U.A. N 2.627.477 dont question plus haut.
Dans l'exemple ci-dessus, 60 unités du dimère se trouvent dans une émulsion dont le poids total est de 200 unités, Par
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conséquent, le poids du dimère est 30 % du poids total. de l'émul- sion. Ceci constitue une concentration convenable du dimère dans l'émulsion, mais ce rapport n'est pas un facteur nettement criti- que.
Un mode de réalisation préféré de l'invention consiste en une oombinaison particulière d'opérations dont certaines diffè- rent nettement de la méthode usuelle pour fabriquer du,papier.
Les fibres, utilisées pour fabriquer du papier,'sont obte- nues de la manière ordinaire et sont soumises au traitement usuel avant que l'on prooède au battage habituel ou tout autre traite- ment mécanique . Les fibres de cellulose pour fabriquer du papier sont souvent préparées, en grande partie, à partir d'arbres feuillus .:
Les fibres de cellulose sont battues ou sont travaillées autrement, par des moyens mécaniques, en suspension aqueuse afin de faire gonfler et d'hydrater ces fibres cellulosiques et de for- mer des fibrilles très fines sur lesdites fibres gonflées et hy- dratées. Ceci a lieu, suivant un mode de réalisation préféré, dans uns eau alcaline dont le pH minimum est de 8,5, le pH étant de préférenoe égal.à 9 ou même plus jusqu'à 12,5.
La méthode préférée, pour obtenir cette alcalinité, est de verser dans l'eau de ladite suspension aqueuse ou desdites matières initiales une quantité suffisante d'un composé alcalin d'un métal alcalin, par exemple de l'hydroxyde de potassium ou du carbonate'de sodium; pour régler le pH à la valeur désirée.
L'invention n'est pas limitée au battage ou à unautre traitement mécanique, dans.des.conditions alcalines, mais ce traitement est préféré. Le battage des fibres oellulosiques dans l'eau, dans des conditions alcalines, produit, pour un apport d'énergie donnée, un développement plus rapide de la solidité du papier que le battage dans des conditions acides, et oette effi- caoité améliorée du battage est désirable. Une partie de l'effet
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avantageux, obtenu par le battage des fibres cellulosiques dans des conditions alcalines, est perdue si l'eau de la suspension aqueuse des matières initiales est ensuite rendue acide, par exemple par l'addition d'alun.
On préfère empêcher cette perte indésirable de la résistance des fibres cellulosiques en évitant tout usage d'alun. Par conséquent', la bande de papier initiale 'est constituée, de préférence, à partir d'une suspension aqueuse alcaline de fibres cellulosiques. pour la fabrication ordinaire du papier, l'usage de l'alun a été considéré comme étant un mal nécessaire, cet usage donnant lieu à plusieurs inconvénients bien connus, indiqués plus haut.
:parmi les autres- propriétés nuisihles de l'alun on peut citer son effet.extrême ment préjudiciable sur le brillant ou sur la blancheur du papier définitif, ce défaut résultant de la coagula-* tion par l'alun des matières colorées étrangères bontenues dans la suspension fibreuse aqueuse quand celle-ci comporte également des matières alcalines, telle qu'une charge au carbonate de cal- cium. Cette possibilité, jusqu'à un degré élevé, a été la cause que l'usage du carbonate de calcium, comme charge, ne s'est pas généralisé, par, exemple dans les cas où l'on désire disposer d'une teneur plutôt élevée en charge, la blancheur Intense et intrinsèque du carbonate de calcium pouvant alors être suffisante pour masquer 1!.effet assombrissant dû à l'alun.
En évitant''l'usai de l'alun on supprime les divers inconvénients 'qui résultent de cet usage. Alors que les fibres sont, de préférence, battues dans une suspension alcaline aqueuse,, on préfère également ajouter à la suspension, aqueuse, ou .aux.matières Initiales, une charge mi- nérale qui est constituée en plus grande partie, ou entièrement, par du carbonate de calcium, bien que des charges inertes pour les acides, telles que de l'argile ou le bioxyde de titane, puis-* sent également être utilisées ou incorporées si on le désire.
On se sert d'une quantité suffisante de la charge pour former une
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bande de papier non collée oontenant environ 5 à environ 15% en poids de charge, avantageusement de 10 à 12 % en poids. Quand on désire utiliser des teneurs plus élevées .en' charge il est généra- lement avantageux de se servir d'un agent ou d'une aide amélio- rant la rétention de la charge . Diverses matières cplloïdales or- ganiques peuvent être utilisées comme agents ou aides pour rete- nir la charge.
Toute méthode, pour obtenir la retenue; de la charge, peut être adoptée du moment qu'on ne se sert pas d'alun et que 1'un ne permet pas à la valeur du pH de la suspension aqueuse ou des matières initiales de descendre en-dessous de 7,0, de préfé- rence en-dessous de 8,5. Une .valeur de 8,5 à 9,0 pour le pH est . bonne et peut être adoptée.
La méthode la plus satisfaisante que l'on connaisse pour ob- tenir une bonne retenue de la charge, dans la bande ou feuille de papier dans un milieu alcaline oo.nsiste à traiter la suspension aqueuse de la charge minérale finement divisée aveo une galaoto- manne dispersée préalablement dans de l'eau chaude et à mélanger ensuite la charge, ainsi traitée, avec la suspension aqueuse deq fibres ou matières initiales battues, un peu avant que la suspen- sion aqueuse ou,les.matières initiales soient étalées sur le ta- mis ou la toile, sur laquelle la bande de papier est formée dans la maohine à papier.
La galactomanne, ayant un pH égal à 7,0 ou plus, est efficace pour produire une retenue substantielle dans la bande de papier initiale de la charge traitée préalablement avec cette galaotomanne. Une petite partie de galactomanne suffit pour obtenir une bonne retenue de la oharge. Un demi pour oent en poids au moins de galaotomanne, basé sur le poids total des matières solides constituant la charge dans la suspension aqueuse ou matières initiales, est plus que suffisant pour assurer une bonne retenue de la charge dans la bande ou feuille de papier initiale. La galaotomanne revêt les particules de la oharge.
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Les galaotomannes les plus courantes se trouvent dans les gommes suivantes, elles sont dérivées de ces gommes ou elles sont des produits modifiés de celles-ci; a) gomme de caroube ou du caroubier que l'on dénomme égale- ment gomme de fèves'de caroube, Le nom en-botanique de la plante fournissant cette substance est Ceratonia siliqua L. Elle con- tient environ 83 % en poids de galaotomannes . Ce produit est vendu sous le nom commercial de gomme de oaroube et de gomme "Lycoïde".
Il 's'agit d'une poudre sensiblement anhydre. b) Gomme de guar; cette gomme est dérivée d'une légumineuse dont le nom en botanique est Cyamposis psoralioides ou Cyamposis tétragonaloba (psoralioides). Elle est vendue sous le nom commer- cial de gomme de guar ou "Burtônite sous la forme u'une pou- dre sensiblement anhydre.
Des galaotomannes, obtenues à partir d'autres provenances, sont également efficaces mais il est plus difficile de se les proourer.
Il est préférable d'éviter une agitation prolongée et/ou vi- goureuse de la suspension fibreuse aqueuse des fibres de cellulose après y avoir ajouté les particules de charge préalablement revê- tues. En pratique, il est désirable de mélanger la charge, revêtue préalablement et en-suspension aqueuse, au courant de la suspen- sion fibreuse aqueuse des fibres de oellulose quand ce courant s'écoule vers la machine à papier. On utilise, 'générale'ment, une quantité suffisante de la charge, revêtue préalablement, en l'ajou tant à la pâte ou à la bande de papier, pour que ladite pâte ou bande contienne environ 10 à 12% en poids de la charge, basés sur le poids normal en matières sèches de la bande de papier finale, à l'état non couché.
La suspension aqueuse alcaline, des fibres de cellulose et de la charge revêtue préalablement, est formée, à l'état d'une bande de papier, dans une machine à papier. Cette bande est séchée
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et, de préférence, calandrée. La bande ou feuille de papier, ain- si obtenue, a une bonne résistance et est très blanche comparati- vement à la bande ou feuille fabriquée à partir d'une suspension aqueuse ou d'une matière initiale analogue, dans laquelle on uti- lise de l'alun.
La feuille de papier, toutefois, est complètement dépourvue de colle ou est sans apprêt (papier brouillard) puisque aucune colle ni de l'alun ne se trouvent dans la pâte et qu'une résine naturelle, qui pourrait, non intentionnellement, se trou- ver dans la suspension aqueuse de fibres cellulosiques et dans la charge, est incapable d'assurer le collage du papier dans les conditions alcalines de la suspension ou des matières initiales aqueuses.
La condition de la bande de papier, puisqu'elle es-- absolu- ment dépourvue de colle à ce moment, n'empêche pas qu'il se pro- duise un degré de collage satisfaisant au cours des opérations ultérieures qui'font partie du procédé faisant l'objet de l'in- vention. Une caractéristique importante de l'invention est, tou- tefois, que la bande de papier soit dépourvue de colle ou d'ap- prêt ou que la quantitéde colle qu'elle contient soit suffisam- ment faible pour que des taches soient formées dans la bande quand une encre aqueuse est appliquée sur le papier au moment où l'opé- ration suivante du procédé a lieu.
Plus spécialement, au cours d'un procédé de couchage continu du papier, à l'aide d'une machine, au cours duquel ia bande de papier initiale est formée, collée et séohée dans la même machine, par une succession, non interrompue , d'opérations, il est impor- tant que la bande de papier puisse absorber rapidement une partie importante d'eau quand la composition de couchage aqueuse initia- le est appliquée sur cette bande.
Comme bien connu, le procède continu du couchage du papier à la maohine comporte une ou plu- sieurs opérations de séchage qui succèdent à l'application de la
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composition de couchage aqueuse sur la bande de papier absorbant et celle-ci doit pouvoir absorber une quantité suffisante d'eau, hors de cette composition, en moins d'une seconde, pour qu'un résidu humide et solide de la composition de couchage Huit empê- ché d'adhérer à la surface dû ou des tambours de séchage de la machine.
La composition améliorée pour obtenir, à la fois, le collage et le couchage du papier peut être appliquée de toute manière appropriée sur une ou sur les deux faces du papier. Cette compo- sition améliorée contient comme ingrédients essentiels, de l'eau, un adhésif ou un liant, des particules d'une matière de couchage insoluble dans l'eau, o'est-à-dire un pigment tel que l'argile, le carbonate de calcium etc., et un dimère appartenant au genre ou à la classe de ceux dont question plus haut, suivant une pro- portion oonvenable. L'adhésif ou ,le liant est soluble ou dispersa- ble dans l'eau. Quand on se réfère à un adhésif ou à un liant, on vise également un liant ou adhésif qui peut être dispersé dans l'eau. La granulométrie.du pigment est, de préférenoe, de l'ordre de 0,2 à 8 microns.
Le dimère est réparti uniformément dans ladi- te composition aqueuse, soit dans l'eau de celle-ci, soit à l'état d'un revêtement du pigment, soit à la fois dans l'eau et sur-le pigment. Pour le mode de réalisation préféré suivant lequel on mélange un pigment''minéral avec au moins une partie de la ma- tière adhésive avant d'ajouter le dimère de détène à la- composi- tion de couchage, on croit qu'une grande partie dudit dimère res- te en suspension dans le constituant aqueux de la composition de couchage jusqu'à la période et.pendant la période durant laquelle la composition de couchage aqueuse est appliquée sur le support en papier.
On ne désire toutefois pas se limiter à cette théorie car le facteur essentiel est de réaliser un agent de collage qui puisse pénétrer dans le papier et assurer le collage de celui-ci,
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cet agent provenant de la composition de combinaison susdite.
Il est bien connu d'ajouter de nombreux ingrédients aux com- positions de couchage aqueuses pour produire le 'couchage ou revê- tement du papier, dans des buts spéciaux. Par conséquent, l'in- vention n'est pas limitée à une composition.-pour obtenir, en com- bïnaison, le collage et le couchage du papier, cette composition contenant -exclusivement les ingrédients non aqueux dont question plus haut. L'invention comprend l'addition du dimère, à n'imports quelle composition de. couchage avec matières minérales, hors de laquelle le dimère peut être transféré ou introduit dans le pa- pier.
La migration ou le transfert du dimère, depuis la composi- tion dans la bande de papier non collé ou dans une bande à pa- pier non suffisamment collé, peut être vérifié en faisant une marque sur le papier obtenue avec de l'encre aqueuse ordinaire.
Si le dimère transféré a effectivement collé le papier, initiale- ment non collé ou le papier initial qui l'était d'une manière in- suffisante, la marque ne fait pas une tache dans le papier.
Il existe une différeno'e entre un agent de collage et un adhésif. La fonction de l'agent de collage est de rendre le pa- pier tel qu'il soit plus répulsif pour l'eau ou qu'il absorbe l'eau plus lentement. Cette fonction de collage n'est pas remplie par l'adhésif et n'est également pas assurée par la charge si la bande de papier contient Une charge, ce qui est préféré-. Pour l'invention, l'effet de collage voulu est obtenu par le dimère.
Le collage de la bande ou feuille de papier, obtenu confor- mément à l'invention, n'est pas seulement un mince collage super- ficiel. Le papier est collé par transfert, o'est-à-dire par le passage de -l'agent de oollage depuis la composition de couchage dans toute l'épaisseur du papier ou le oollage par transfert se fait d'une manière suffisamment profonde pour qu'on obtienne,
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en finale, le même effet de collage qu'en se servant, de colopha- ne et d'alun pour les matières initiales. pour le collage en surface, obtenu jusqu'ici, la composition de collage ne contient aucun pigment tel que le carbonate de oal- cium, l'argile, etc..
Cette composition est uniquement une dis- persion aqueuse contenant seulement une faible proportion de l'agent de -collage. Une telle composition de collage a une fai- ble viscosité, à peu près égale à celle de l'eau. Quand une com- position de collage de ce genre est appliquée sur le papier, elle pénètre jusqu'à une certaine profondeur dans le papier et peut produire un bon effet de collage à la surface de celui-ci. Si le papier est d'abord collé et si une composition de couchage est ensuite appliquée sur le papier, celui-ci n'absorbe pa , d'une manière efficace, l'eau,de la composition de couchage. Il en ré- sulte que le revêtement final, peut se détacher, après séchage, du papier collé préalablement.
Cette séparation ou ce fendillement du revêtement est empê- ché, conformément à l'invention, par le fait que la bande de pa- pier n'est pas collée ou est insuffisamment collée afin qu'elle puisse absorber'rapidenant une quantité suffisante d'eau et d'adhésif, fournis par la composition de couchage, de sorte que le résidu solide et-humide, obtenu à partir de la composition de couchage, adhère à la bande de papier pendant l'opération subsé- quente et que le revêtement final adhère, après séchage', .au pa- pier sec définitif.
La composition de couchage utilisée, au lieu d'avoir une viscosité aussi faible que' celle de la composition pour le oolla- ge en surface dont on s'est servi jusqu'ici, a une viscosité éle- vée car la composition de oollage et de couchage perfectionnée peut contenir, en tout, depuis 30 à 65 % en poids ou davantage de matières solides et elle contient une quantité élevée de matières minérales ou pigments solides.
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Les-pigments solides constituent plus que 50% en poids du total des matières solides oontenues dans la composition. Si l'on essaye d'ajouter les agents de collage usuels à une compost-. tion de bouchage de ce genre, ces agents sont inefficaces oar ils ne.pénètrent pas dans la bande de-papier pour assurer le col- lage de celle-ci. Ces agents-de collage usuels tendent à être absorbés par les particules des matières minérales ou pigments solides ou à être .retenus autrement par ceux-ci.
Entre 20 et 30 , la viscosité des nouvelles compositions de couchage peut être de l'ordre de 200 à 10.000 centipoises.
Pour les raisons indiquées plus haut, on a admis jusqu'ici qu'il n'était pas possible d'obtenir un collage effectif d'une bande de papier non collé, uniquement en appliquant sur celle-ci une composition de couchage contenant des matières minérales et une quantité réduite d'une matière de collage. Le mode de fabri- cation de papier collé par l'inclusion d'un agent de collage dans la composition de couchage, dont on s'approche le plus, est celui initié dans le brevet E.U.A. n 2.651.580 dont question plus haut.
Le procédé de fabrication, indiqué dans ce brevet,.'prévoit l'addition d'un agent de collage, à base. d'un résinate d'ammonium à une composition de couchage minérale contenant des particules de carbonate de calcium-en vue de rendre celles-ci temporairement répulsives pour' 1 t'eau, de sorte que le papier couché peut être imprimé, d'une manière satisfaisante, par .'-.'méthode lithographi- que à l'offset, sans que le oarbonate decalcium soit dissous par la solution acide fournie par.
le- distributeur d'encre de la pres- se d'impression lithographique, pendant le contact momentané de la décharge humide de la presse d'impression avec le papier cou- ché . Ce-procédé ne permet pas, et n'a pas l'intention de le faire le collage de la bande de support en, papier. De même, il ne permet pas d'obtenir un papier couché à partir d'une matière initiale ou
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d'une bande non collée qui résiste, d'une manière satisfaisante, à l'écriture avec une encre aqueuse ordinaire.
Les dimères utilisés, 'en plus d'autres avantages qu'ils pos- sèdent, sont retenus suffisamment, dans le.revêtement seo final, pour qu'ils proourent une proteoction, tout aumoins temporaire, à toute charge alcaline contenue dans le revêtement sec final oon tre la solution acide débitée'par le distributeur d'encre lorsque le papier couché final est imprimé dans une presse lithographique à 1'offset.
Les dimères de cétène sont efficaces, en petites quantités, pour former une composition de combinaison améliorée servant à la fois au couchage et au collage, cette combinaison pouvant être utilisée pour un procédé continu poùr le couchage à la machine, pour lequel la bande initiale de papier est non collée ou, en substance, non collée.
Une quantité aussi réduite que 0,25 % d'un dimèré de ce gen- re, calculée en se basant sur le poids total de toutes, les matiè- res solides contenues dans le revêtement final ou en se basant sur le poids du pigment dans le revêtement final, procure'' un ef- fet de collage appréciable. La :gamme utile du poids des dimères, calculé de l'une ,ou l'autre des manières susindiquées, est com- prise entre environ'0,25 % et environ 4 %. Une gamme préférée est comprise entre 1 % et 2 %. Au-dessus de 2 %, l'amélioration du collage et de la protection du revêtement contre les acides est faible de sorte que cela ne vaut pas la peine d'augmenter la pro- portion du dimère au-delà de 2 % pour les applications industriel- les.
Le dimère de cétène, utilisé de préférence mais non néces- sairment à l'état d'une émulsion aqueuse, est ajouté à une com- position de bouchage aqueuse contenant un pigment minéral ou une matière équivalente, telle que l'argile, le carbonate de calcium, le bioxyde de titane et analogues, ainsi qu'un adhésif tel que
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l'amidon modifié, la protéine de soja, un latex synthétique aqueu ou analogue, la composition de couchage étant'ensuite, appliquée sur la bande de papier -en un endroit qui'se trouve :entre des dis= positif s'do séchage de la machine à papier'au cours -du procédé de couchage du papier à la maohine.
De préférence.,; on utilise une machine du genre des coucheuses à transfert mais on peut égale- ment se servir d'autres machines coucheuses usuelles. La feuille, qui est ainsi revêtue, est séchée à nouveau par la chaleur et est oalandrée et/ou superoalandrée.
Le collage se produit rapidement dans la bande ou feuille couchée en séchant celle-ci à une température élevée, par exemple sur un tambour sécheur chauffé à la vapeur à environ 1000, et le collage continue à se développer au cours du vieillissement à une température de 20 à 30 pendant encore plusieurs heures. Il semble donc que le dimère de cétène, pendant .l'opération de sé- chage, soit transféré aux fibres de cellulose du support en pa- pier ou émigré dans ces fibres, Le degré de collage,, fourni au support en papier, initialement non collé ou dépourvu d'apprêt, est suffisant pour que la feuille finale, couchée et séchée, puisse être trempée, pendant plusieurs heures, dans une solution aqueuse d'enzyme pour dissoudre le constituant adhésif du revête- ment Se final.
La feuille peut ensuite être frottée avec une brosse nour enlever, en substance,, la totalité du pigment qui subsiste de la coucha initiale sèche formée au cours du' couchage après quoi on peut écrire sur la feuille restante de :papier aveo une encre'aqueuse ordinaire sans qu'il se forme des taches. Ceci prouve que la-feuille initiale non oollée a été effectivement collée, tout au moins à un degré- suffisant sur ses faces car une feuille ordinaire, sans collage ou sans apprêt, ne résiste pas à cet essai.
A titre d'exemple, une bande de papier initialement non col- lée a été fabriquée de la manière susindiquée. Cette bande était
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constituée à l'aide d'une suspension aqueuse aloaline de fibres de cellulose convenant à la fabrication du papier, ces fibres ayant été battues ou travaillées mécaniquement en étant en sus- pension aqueuse afin de les hydrater, de les faire gonfler et de former de minces fibrilles à leur surface.
Cette suspension aqueu- se 'àontenait également de 10% à 12% en poids d'une charge de car- bonate de calcium dont les particules étaient revêtues, préalable- ment, de la galaotomanne susdite, ce poids étant basé sur le poids sec-normal de la bande de papier non couchée. Cette charge, à re- vêtement préalable, était mélangée à ladite suspension aqueuse après que les fibres de cellulose qu'elle contenait avaient été . travaillées ou battues mécaniquement au degré voulu. Par ce mélan- ge, les fibres de oellulose, battues préalablement, ne punissaient aucun changement substantiel.
La bande de papier, non couchée et non collée mais chargée, formée à partir de cette suspension ou matière initiale aqueuse, avait un poids d'environ 63 g/m2 calcu- lé d'après le poids sec normal de la bande de papier non couchée et chargée. Une composition de couchage analogue à celle dont question dans l'exemple N I pour le couchage du papier, donné ci-dessous, était appliquée sur cette bande de papier non collé quand elle était à l'état sec normal pour lequel elle contenait environ 5 % en poids¯ d'eau. Cette composition de couchage était appliquée sur chaque face de ladite bande sèche et non collée à l'aide d'un rouleau presseur.
Le poids de la composition de cou- ohage, qui était appliquée sur chaque face dé ladite ;bande sèche et non collée, était d'environ 6g/m2, calculé en se basant sur le poids sec normal de ladite bande de papier non collée et char- gée.
L'invention n'est pas limitée aux ingrédients ou proportions indiqués dans les exemples donnés ci-après.
Exemple N 1 pour -le couchage du panier Opération n 1 - On dissout 2 unités de dimethylol urée et 0,1 unité de carbonate de.sodium dans 100 unités d'eau.
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Opération n 2 - On mélange 47 unités d'un adhésif à base d'ami- don et à faible viscosité avec la solution aqueuse obtenue par l'opération n 1. Le mélange est ohauffé, pendant qu'on l'agite, à 88 afin de dissoudre ou de disperser'les 47 unités d'adhésif à base d'amidon dans les 100 unités d'eau.-'' Opérationn 3 - On met en suspension 10 unités de carbonate de calcium, finement divisé, et 90 unités d'argile, finement divisée et convenant au couchage de papier, dans 210 unités d'eau.
Opération n 4'- La solution ou dispersion aqueuse de l'adhésif à base d'amidon, obtenue par l'opération n 2, est inoorporée, en agitant à 20 -30 , dans ladite suspension de carbonate de cal- cium et d'argile de l'opération n 3, pour former un mélange. pour cet exemple, le carbonate de calcium et l'argile les matières minérales ou pigments solides.
Opération n 5 - Une émulsion¯ aqueuse du dimère de oétène d'hexa- déoyle est préparée, comme décrit plus haut, en utilisant le "Tween 85" susindiqué comme agent émulsionnant. Comme dit. plus haut, le poids du dimére correspond à 30% du poids de l'émulsion. par conséquent, 1,5 unités dudit dimère sont contenues dans 4,5 unités de ladite émulsion.
Opération n 6 -- On agite, à 20 -30 ,4,5 à 5 unités de l'émul- ,ion, obtenue par l'opération n 5 et correspondant à environ 1,5 unités dudit dimère, dans ledit mélange aqueux de l'adhésif à base d'amidon et des matières minérales solides .obtenu par -l'opération n 4, et on ajoute ensuite 160 Unités d'eau-addition- nelle, en agitant, à 20 -30 .
On obtient ainsi la composition de'couchage aqueuse oonsti- tuée, en substance, comme suit: eau 470 unités adhésif 47 unités matières minérale s solides 100 unités' dimère 1,5 unité 618,5 unités
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Cette composition de couchage a une viscosité de 289 centi- poises à 27 mesurée au visoomètre Brookfiel tournant à 30t/min.
Comme dit plus haut, on préfère utiliser une composition de' revêtement qui contienne environ 30% à environ 65% en poids de matières solides. Ce pouroentage est calculé .-sur la base du rap- port'du poids total de l'adhésif et du pigment au poids total de la composition de couchage aqueuse .
Comme indiqué plus haut, la gamme utile du poids du dimère est comprise entre 0,.25% et 4,0% par rapport au poids total des matières solides contenues dans le revêtement final. Pour cet exemple, le poids total des matières solides est, en substance, de 147 unités et le poids du'dimère est, en substance, égal à 1% du poids total ,de ces 147 unités de matières solides, qui cor- respond à la limite inférieure de la ga'mme préférée de 1% à 2% en poids du dimère, calculé en se basant sur le poids total des matières solides.
Si on le désire, comme variante et comme indiqué plus haut, le poids du dimère peut être calculé en se basant sur le poids du pigment, qui pour cet exemple est de 100 unités. Dans ce oas, le poids du dimère.,dans la composition decouchage, est calculé comme étant égal à 1,5 % du poids du pigment utilisé pour cet exemple.
La bande de papier est revêtue sur ses deux faoes de cette composition de collage et de couchage. Quand',la bande revêtue est séchée et oalandrée, elle a un brillant excellent et une bonne résistanoe. On peiut écrire sur chaque face de la bande avec une encre aqueuse, sans .faire de taches ou des traînées.
Elle forme une feuille excellente pour l'impression lithographi- que car une partie du dimère reste dans le revêtement. Elle formé également une feuille très satisfaisante pour constituer un revê-
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tement supplértsnta.re dans une coucheuse à oonve.rs1e91.
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Quand la bande est soumise à un essai, tel que décrit plus haut, par enlèvement du revêtement superficiel, on peut écrire sur la feuille de papier restante avec une 'encre aqueuse sans faire des taches ou des, traînées.. '
Ceci prouve qu'une quantité suffisante de l'agent de collage contenant le dimère émigré, depuis la composition de collage et 'de couchage, ou depuis les rticules du pigment revêtues de di- mère et contenues dans ladite composition de collage et de cou- chage, dans la. feuillé de papier qui, initialement, ne comportait aucune colle. La feuille de papier était donc collée uniformément ou en substance, sur toute son épaisseur au lieu de comporter sue lement un très léger collage superficiel.
Même si la feuille de papier n'est pas uniformément collée sur toute son épaisseur par la méthode perfectionnée, le oollage est bien supérieur à celui obtenu par les procédés antérieurs pour lesquels on a essayé de se servir de compositions de couchage contenant des matières mi- nérales.
On préfère appliquer une composition de collage et de cou- ohage, selon l'invention, sur une bande de papier sans aucune colle ou dépourvue, d'apprêt, cette bande étant formée par des fi bres de cellulose préalablement battues ou traitées méoanique- ment, en étant en suspension dans une eau alcaline, et on préfère se passer de l'usage de l'alun pour fabriquer la. bande de papier non couchée. Toutefois, l'invention comprend également l'applice- tion des compositions de couchage, telles quespécifiées, sur une bande de papier non oollée ou dépourvue d'apprêt, ou sur une bande de papier qui., en substance, n'est pas collée ou même sur une bande de papier partiellement collée, quelque soit la méthode de fabrication ou la constitution de ce papier.
La bande de pa- pier peut même, effectivement, être collée préalablement avant l'applioation de la composition de collage et de couchage. Pour les applications de l'invention, une bande de papier est considé- rée oomme étant, en substance, non collée quand, en éorivant sur ce papier acec une @@@@ @@@@@, il se forme des taches ou
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des traînées sur oelui-oi. On préfère utiliser un papier initial non collé mais qui contienne une quantité substantielle d'une oharge,par exemple de 5 à 15% en poids, de préférence de 10 à 12% en poids.
Four l'exemple ci-dessus et comme indiqué plus haut, le poids seo normal du papier non couché, non collé et contenant une char- ge est, ensubstance, de 63g/m2 et on applique 6g de la composi- tion de couchage, pesée à se?, sur chaque mètre carré de papier.
Ces' 6g, de la composition de couchage sèche, sont constitués, en substance, comme suit: adhésif à base d'amidon 1,87 grammes matières solides minérales 4,06 grammes dimère 0,06 grammes
5,99 grammes
Une partie du dimère reste dans le revêtement. Seulement une quantité d'environ 0,06g du dimère est suffisante pour coller 63g de la bande de papier initiale complètement dépourvue de colle. Le poids maximum du dimère dans le papier obtenu corres- pond seulement à environ 0,1% du poids de ce papier.
Cet exemple, comme les autres exemples indiqués ci-après montre l'effet très efficace du dimère pour le collage, et fait .ressortir la protection des matières solides, oontenues dans le revêtement, par une -partie du dimère qui subsiste dans le revê- tement sec obtenu..
Exemple n II pour le couchage du papier Opération n 1 - On disperse 0,4 Unités d'alpha-amylase dans 600 unités d'eau. Cette alpha-amylase est une enzyme qui oonver- tit l'amidon.- Opération n 2 - On disperse 160' unités d'amidon perlé de maïs à 20 -30 dans la dispersion obtenue par l'opération n 1.
Opération n 3 - Le mélange, obtenu par l'opération n 2, est chauffé à 66,5 et est maintenu àcette température pendant 8 mi- nutes, la température étant ensuite élevée à 76,7 et étant main-
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tenue à cette valeur pendant 15 minutes. Le mélange est chauffé ensuite à 96 et est maintenu à cette température pendant 30 mi- nute s .
On obtient ainsi la conversion de l'amidon et on lui procure l'état voulu, dans lequel il peut être dissous' ou dispersé dans l'eau, de sorte que l'amidon.converti forme l'adhésif dans la composition de couchage.
Opération n 4 - On incorpore à 20 -30 , 800 unités d'argile fi- nement diviséeet 200 unités de carbonate de calcium précipité et finement divisé dans la solution ou di'spersion aqueuse d'amidon obtenue par l'opération n 3. Comme indiqué plus haut, cette so- lution ou dispersion contient 600 unités d'eau.
Opération n 5- Un latex aqueux d'un copolymère de styrène et de butadiène, polymérisé en émulsion, est agité à 20 -30 dans le mélange obtenu par l'opération n 4 . On ajoute ainsi 104 uni- tés de ce latex aqueux. Ces 104 unités contiennent 50 unités du copolymère styrène-butadiène qui a été copolymérisé à l'état d'émulsion.
Le copolymère susdit de styrène et de butadiène et le latex aqueux de ce copolymère sont des produits bien connus.
Le copolymère en question appartient à la classe des matières dénommées élastomèras. Les élastomères forment une classe de ma- tières qui comprennent le caoutchouc naturel, les caoutchoucs synthétiques ainsi que les succédanés de caoutchouc qui ont des propriétés analogues à celles du caoutchouc-. D'autres, élastomères ... synthétiques de cette classe peuvent être utilisés.-Ils agissent principalement comme adhésifs' dans la formule en question.
Le copolymère susindiqué et d'autres élastomères sont décrits dans divers traités par exemple le livre "Synthetio Resins & Rub- bers" par Paul 0. Power paru en 1943. Cette classe de produits est dénommée "lastics" dans l'édition de 1942 du "Condensed Chemi- cal Dictionary" publié par la Reinhold Publishing Corporation.
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Opération n 6 - On mélange, à 20 -30 , 50 unités de ladite émul- sion aqueuse du dimère de cétène d'hexadécyle, ou une autre émul- sion aqueuse dudit dimère, avec le mélange obtenu par l'opération n 5. Cette émulsion aqueuse contient 15 unités dudt dimère.
La composition de couchage est ainsi complète 'et est, en substance, constituée.comme suit: Eau utilisée pour former la solution d'amidon 600 unités eau dans le latex aqueux 54 unités eau,,dans l'émulsion du dimère 35 unités ''adhésif à base d'amidon 160 unités matières minérales solides 1000 unités .oopolymère 50 unités dimère 15 unités
1914 unités
Le total des matières solides dans le revêtement final, à l'exclusion des 15 unités du dimère, est constitué com suit : adhésif à base d'amidon 160 unités matières minérales solides 1000 unités copolymère 50 unités
1210 unités
Les 15 unités du dimère constituent 1,5% des 1000 unités de matières minérales solides et environ 1,2% des 1210 unités du total des matières solides.
Les 1000 unités des matières minérales solides forment une partie prépondérante du total des 1210 unités de matières solides.
Comme indiqué Plus 'haute le pocentage susdit du dimère peut être calculé en se basant sur le poids seul des matières mi- nérales solides ou sur le poids total des manières solides.
Environ 15 à 18g, de la composition de couchage'.sèche, peu- vent être appliqués par m2 sur du papier dont le poids seo est de 75g/m2 ou plus.
Exemple N III poux le couchage du ,papier Opération n 1 - On dissout 2 unités d'hydroxyde d'ammonium et 3 unités d'uréedans 75 unités d' eau .
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Opération n 2 - On agite, à 20 -30 , 15 unités de protéine de soja, ayant une viscosité réduite, dans la solution obtenue par l'opération n 1.
Opération n 3- La dispersion, obtenue''par l'opération n 2, est chauffée, en agitant, à 60 jusqu'à oe que la protéine de soja, qui est l'adhésif pour cet exemple, soit complètement dissoute ou dispersée dans l'eau, Opération n 4 - On dncorpore, en agitant, 95 unités d'argile fine c nvenant au couchage du papier, et 5 unités de carbonate de cal- bium précipité dans la solution, ou la dispersion, obtenue par l'opération n 4 à 20 -30 , Opération n 5 - On incorpore soigneusement, en agitant, 1,5 uni- tés du dimère liquide du cétène, dérivé d'acide oléique, dans le mélange obtenu par l'opération n 4 à 20 -30 .
Opération n 6 - On incorpore; en agitant, 10,5 Unités d'un latex aqueux dudit copolymère styrène-butadiène, copolymérisé en émul- sion, dans le mélange obtenu par l'opération n 5, à 20 -3D .
Ce copolymère, comme dans l'autre exemple, fonctionne principale- ment comme un adhésif.
. Le latex aqueux contient 5 unités dudit oopolymère styrène- butadiène.
On obtient ainsi la composition de couchage finale constitués homme suit : urée 80,5 unités urée 3 unités adhésif à base de soja 15 unités matières minéral s solides 100 unités dimère unités oopolymère 1,5 unités 5 unité s
205 unités.
La totalité des matières solides est adhésif à base de soja 15 unités matières minérales solides 100 ' :unités' copolymère 5 unités urée 3 unités
123 unités
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Les 1,5 unités du dimère constituent 1,5% des 100 unités des matières minérales solides et environ 1,2% des 123 unités formant le total des matières solides.
Par'conséquent, comme pour les autres exemples,, la teneur en dimère, de l'ordre susdit de 0,25% à 4%-et de préférence de 1% à 2%, peut être calculée en se basant sur la quantité des matières minérales'solides ou sur le total des matières solides.
Le papier séché, obtenu en finale à l'aide de cette composi- tion, est excellent pour l'impression par le procédé d'impression lithographique. Une partie du dimère reste dans. le revêtement sec final. Le dimère dans le revêtement sec rend celui-ci plus répul- sif pour l'eau ou-diminue l'affinité du revêtement sec pour l'eat Par conséquent, le papier couché et collé absorbe beau(- il) moins de la solution aqueuse, fournie par le distributeur d'encre de la presse d'impression lithographique, et permet donc d'obtenir un meilleur fonctionnement de la presse.
Un papier couché et collé amélioré est ainsi obtenu quand la bande de papier, que l'on veut coucher, est complètement dépourvue de colle, est partiellement collée ou même effectivement collée, avant que la composition combinée et améliorée, utilisée pour le collage et le couchage, est appliquée sur cette bande.
Un papier couché, collé et amélioré, est.ainsi obtenu pa couchage à la machine ou par couchage par conversion quand on se sert d'une des compositions constituées selon l'invention, quel que soit le genre du support en papier, soumis à l'opération de couchage. Ce support en papier peut être collé préalablement à l'aide d'un agent de collage approprié quelconque.
Avantageusement, on peut appliquer environ 15 à 20g de la composition de couchage, pesée à Se , sur un m2 de papier dont le poids sec est de 80g/m2 ou plus.
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Le dimère de sur les particules d'un pigment ou dans une composition de couchage contenant des matières minéra- les, améliore également fortement la qualité de l'impression avec de 1-'encre brillante sur la feuille revêtue-. De l'encre brillante est utilisée principalement pour 'du papier très bril- lant et, pour qu'elle donne satisfaction, l'impression doit res- ter brillante au lieu d'avoir l'aspect mat de l'enore d'impres- sion ordinaire. L'.encre brillante a une teneur élevée en vernis visqueux qui, pour qu'il donne des résultats satisfaisants, ne doit pas pénétrer dans les interstices du revêtement sur lequel cette encre est appliquée mais ce vernis doit, au contraire, rester en substance, à la surface du revêtement.
L'enrobage des particules du pigment par le dimère de cétène aliphatiq et, dans le revêtement sec final, facilite le maintien de l'encre brillan- te à la surface du revêtement-du'papier. Ceci ne signifie pas que l'incorporation de ce dimère dans un revêtement, qui ne oon- vient pas du tout à l'impression avec de l'encre brillante, trans- forme celui-ci en un revêtement qui soit satisfaisant pour cette impression.
On veut dire que des revêtements, qui sont à. peu près satisfaisants pour* l'impression avec de l'encre brillante, peu- vent, par l'intervention de l'enrobage des particules du pigment par le dimère ou par l'incorporation du dimère dans la composi- tion de couchage, être transformés en des revêtements qui sont excellents pour l'impression à l'enore brillante.
On voit donc que sous son aspect plus large, l'invention n'est donc pas limitée uniquement à des opérations de couchage à la machine pour lesquelles on se sert d'une bande de papier dépourvue initialement de colle ou d'apprêt (papier brouillard) mais qu'elle est également utile pour des papiers couchés à la machina, en général. L'invention est également utile' pour des revêtements appliqués, par des machines de couchage par oonver- sion, sur des bandes ou supports de papier collé de la manière
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usuelle ou sur du papier qui porte déjà un revêtement de base.
Une composition de revêtement, qui peut être appliquée à l'aide d'une oouoheuse par conversion, pour former un papier pour impression lithographique de qualité supérieure, est indiquée dans l'exemple suivant.
Exemple IV pour le couchage du papier
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Opéra tion'n 1 - On dissout 0,4 unité de tétra pyrophosphate de sodium dans 70 unités d'eau. Le phosphate dissous est un agent de dispersion bien oonnu.
Opération n 2 - On mélange, à 20 -30 , 60 unités de particules -##### fines d'argile 'et 40 unités de particules fines de carbonate de . calcium à la solution obtenue par l'opération n 1.
On obtient ainsi une suspension stable et déflooculèe des ratières solides de la composition de couchage,
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tpération n 3 - On dissout une unité d'ammoniao et 3 unités le dioyandiamide dans 45 unités d'eau. La dicyandiamide est un polymère de oyanamide. Elle se comporte oomme une base faible pour les opérations de cet exemple.
Opération n 4.- On dissout ou disperse 15 unités de caséine,-
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4ui-ést 1'adhéSif pour'cet exemple, à 20-0-300 dans la solution obtenue par l'opération n 3. :Par conséquent,.la composite on,
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obtenue selon cette-opération, correspond-à 64,unités. '' ;; ',su opération n .' 5 '- On sépare' 5 unités de la solution ou dispersion .." . ".. . ..,..1.' i \i,." obtenue par l'opération n 4.''Ces 5 unités san1::
'bien agit'Iées 'à;1 $5 avec une,unité dudimère fondu du aêtè.ri.e,d rhet'acoy,3.e,,'4Qe 'wg¯,.'t émulsionne ladite unité dudit dimère dans 'ces 5-unités', :;r'.' i ..' . :J.. r '0 ;. 41' f ," ,:, Opération n 6 - Les 59 unités 'restantes de la composition, ob- tenue par l'opération n 4, sont'bien mélangées, à 20 -30 , avec la suspension aqueuse de l'opération n 2 et .les six' unitésde . la composition de l'opération n 5 sont 'ensuite ajoutées à 30 - 40 , Finalement, on y ajoute 12,5 unités du latex aqueux susdit
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du copolymère caoutchouteux de styrène-butadiène polymérisé en émulsion, ce latex contenant 6 unités de ce copolymère.
On obtient ainsi la composition de couchage qui est, en substance-, constituée comme suit : eau ' 115 'unités adhésif à base de caséine 15 unités copolymère 6 unités matières minérales solides 100 unités dimère 1 unité
237 unités
Le poids du dimère correspond, en substance, à 0,83% des 121 unités de matières solides et à 1% des 100 unités de matiè- res minérales solides de la composition.
Environ 15 à 30g de cette composition, pesée à sec, peu- vent être appliqués par m2 sur du papier dont le poids des est de 90g/m2 ou plus.
Conformément à l'invention,'les dimères ou les dimères mix- tes de cétènes aliphatiques, peuvent être incorporés dans une quelconque des compositions de couchage aqueuses contenant des matières minérales, utilisées couramment pour le couchage du pa- pier, plus spécialement du papier d'impression. Ces revêtements peuvent contenir, sans qu'on soit limité à ces produits, une ou plusieurs des matières minérales finement divisées telles que l'argile, le talc, le carbonate de calcium, le. oarbonate de ma- gnésium, le sulfate de baryum, le sulfate de zino,'le bioxyde de titane, le blanc satin, l'ocre et analogues.
En général','la quan- tité de l'adhésif ou du liant, qui se trouve dans la composition, est comprise entre environ 7 et environ 70 unités par 100 unités du pigment minéral présent., L'adhésif, sans qu'on soit limité aux matières indiquées ci-après, peut contenir une ou plusieurs des matières suivantes; colle animale, gélatine, caséine rendue solu- ble par solvant alcalin, protéine de soja rendue soluble par un solvant alcalin, amidon modifié, gomme anglaise, dextrine, alcool
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polyvinylique, des ethers de cellulose, solubles dans l'eau ou dans les alcalis, du latex aqueux de caoutchoucs synthétiques et de nombreux ingrédients spéciaux qui sont bien connus et dont on se sert pour des usages spécifiques.
En général, l'invention vise n'importe, quelles compositions de couchage pour du papier qui comprend de l'eau; un adhésif dis- sous dans cette eau ; des particules d'une matière de couchage in- soluble dans l'eau, par exemple d'argile, de oarbonate de calcium, etc,..; et un dimère d'un cétène aliphatique, qui est insoluble dans l'eau mais qui peut être émulsionné ou dispersé dans l'eau, le poids minimum dudit dimère correspondant ou bien à 0,25% du poids total des matières solides ou bien à 0,25% du poids de la matière de couchage. Un adhésif dispersé dans l'eau, @ qu'un élastomère synthétique, est considéré comme étant soluble dans l'eau, en ce qui concerne la mise en oeuvre de l'invention.
En effet, alors que l'amidon, la protéine de soja et la caséine sont généralement considérés comme étant des adhésifs solubles dans l'eau, ils sont en réalité une dispersion colloïdale dans l'eau.
Le dimère est uniformément distribué dans ladite composition, ou bien! dans l'eau.de.celle-ci, ou sur les particules faisant par- tie de la composition de couchage, ou à la fois dans l'eau et sur ces particules.
Les ingrédients essentiels sont ceux indiqués'plus haut.
Toutefois, l'invention vise également les compositions qui con- tiennent un ou plusieurs ingrédients additionnels.: .
L'invention vise les compositions elles-mêmes, quels que soient la composition, la structure ou le degré de oollage du support en papier sur lequel les-compositions perfectionnées sont appliqué,es. Les compositions sont désignées, dans le résumé ci- après, comme étant des compositions de couchage de papier, ce qui est suffisant pour que les spécialistes puissent identifier les
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pourcentages des différents ingrédients au bras que le dimère.
Ces pourcentages nécessaires varient, suivant les cas particu- liers, avec la nature des matières initiales utilisées pour le papier, avec le procédé de couchage pour lequel les .compositions améliorées sont utilisées et avec. d'autres'facteurs.
'De marna, comme application des compositions perfectionnées pour le couchage de papier et quelle que soit la teneur en dimère qu'elles contiennent, on env,isage toutes les compositions de cou- chage contenant des matières minérales qui, lorsqu'elles sont utilisées pour le couchage de papier non collé ou en substance non collé, permettent d'obtenir un papier collé et, en plus, cou- ohé à l'aide du dimère en que stion. Un papier, en substance non collé, est essayé en faisant sur ce papier une marque avec une encre aqueuse ordinaire pour voir si la marque fait une tache, une traînée, ou si l'encre s'étale dans le papier.
L'invention vise également l'usage du dimère avec d'autres agents de collage si la partie majeure du collage total est assu- r ée par le dimère .
L'invention vise également, quel que soit le mode de' collage, un papier couché dont le revêtement contient des particules de pigments enrobées du dimèreen question, ou protégées par celui-ci.
L'acidité d'une solution acide, débitée par le distributeur d'encre d'une Presse pour l'impression lithographique, peut cor- respondre à peu près à un pH=3,5. Dans le papier perfectionné, les particules du pigment minéral sont suffisamment protégées par le dimère de la composition de couchage pour qu'elles puis- sent résistera ladite solution acide.