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La présente invention est relative à la production de papier couché et se rapporte plus particulièrement à la production de papier "couché-moulé".
Dans la fabrication de papier fini au tambour, tel que le papier que l'on peut désigner par l'expression "papier enduit d'une couche minérale, à surface moulée", il est de pratique courante de presser contre une surface mé- tallique parfaitement polie, et chauffée, par exemple un tambour ou cylindre chromé, une couche de composition minérale humide supportée par une feuille de papier continue. La pression est généralement appliquée à l'aide d'un cylindre extensible recouvert de caoutchouc, qui agit sur la face d'envers ou non endui- te de la feuille de papier. Le terme "caoutchouc", appliqué à un cylindre gar- ni de caoutchouc, est censé désigner à la fois le caoutchouc naturel et le caoutchouc synthétique, ainsi que des élastomères analogues, généralement raf- fermis par le noir de fumée ou d'autres charges analogues.
Les axes respectifs du cylindre recouvert de caoutchouc extensible et du cylindre métallique poli sont généralement parallèles l'un par rapport à l'autre et horizontaux, de sorte que, normalement, lorsque les cylindres sont rapprochés en vue de déterminer un pincement à pression, 'ils entrent d'abord normalement en contact le long d'une zone rectangulaire étroite.
Lorsque la pression s'exerce entre les cy- lindres, le cylindre métallique s'enfonce légèrement dans la surface du cylindre garni de caoutchouc, de manière à déterminer dans celui-ci un renfoncement ou une dépression, de sorte que le contact entre les deux cylindres n'est plus re- présenté par un rectangle de largeur insignifiante, mais par un coin ou pince- ment de largeur considérable, à savoir de un huitième de pouce à deux pouces ou davantage, suivant l'importance de la pression, les diamètres respectifs des cylindres et la dureté du cylindre garni de caoutchouc.
Le passage du papier à travers de tels pincements à pression lors des opérations d'enduisage, en particulier dans les opérations d'enduisage mou- lé, entraîne fréquemment une tendance à l'enroulement. L'apparition de l'en- roulement est particulièrement gênante dans le cas de papier enduit-moulé dans lequel le papier enduit humide est pressé contre une surface de finissage métal- lique et demeure en contact avec cette surface jusqu'à ce qu'il soit sensible- ment sec, en considérant que, d'ordinaire, le papier n'est plus soumis à un au- tre traitement finisseur dans la suite. Ainsi, au cours de l'enduisage moulé, on ne dispose généralement d'aucune possibilité de réduire l'enroulement après séchage, contrairement à ce qui se passe dans le cas d'autres papiers couchés, lesquels peuvent être ensuite soumis à une opération de calandrage.
Il convient de noter que s'il est vrai qu'un léger enroulement peut être quelque peu atté- nué par un traitement tel que le calandrage, ce traitement ne permet cependant pas d'éliminer complètement un enroulement très accentué. En particulier, lors de la production de papiers légers couchés-moulés,qui ne présentent qu'une seu- le surface enduite, la forte tendance à l'enroulement, que possède le papier fini, a toujours posé un grave problème.
On sait généralement que le papier est hautement sensible à l'humi- dité dans l'atmosphère ambiante et que, du fait que, habituellement, les fibres sont orientées dans la nappe de papier principalement dans le sens longitudinal, les variations des dimensions dues, par exemple, aux variations d'humidité, sont relativement plus importantes dans le sens en travers du grain dans le sens de ce papier. Ainsi, une modification dans le sens en travers du grain est suscep- tible d'être deux à trois fois aussi importante qu'une modification dans le sens du grain.
Normalement, le papier qui n'avait pas été soumis aux sollici- tations mécaniques demeure à plat dans une atmosphère ayant une humidité rela- tive comprise entre 50 % (pour-cent) et 60 % (pour-cent) et ne présente aucune tendance appréciable à l'enroulement à des degrés d'humidité relative compris entre 30 % (pour-cent) et 80 % (pour-cent). Au-delà de ces limites d'humidité relative, le papier a tendance à s'enrouler dans le sens en travers du grain.
En d'autres termes, si l'enroulement est très prononcé, la bande de papier tend
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à former un cylindre dont l'axe est parallèle au grain du papier. Normalement, le papier soumis à des procédés de finissage mécaniques, tels que les procédés d'enduisage moulé, devient plus sensible aux variations d'humidité, tandis qu'un papier n'ayant pas subi de finissage et comportant un seul enduit et qui demeu- re à l'état assez plat pour tous les degrés d'humidité relative compris entre 30 % (pour-cent) et 70 % (pour-cent), ne demeure à l'état plat, après le trai- tement, que pour les degrés d'humidité relative compris entre 40 % (pour-cent) et 60 % (pour-cent).
La tendance à l'enroulement pourrait même devenir plus prononcée à la suite d'un traitement poussé, et le papier est susceptible de s'enrouler vers le côté non enduit, tant aux degrés élevés qu'aux degrés réduits d'humidité relative. De plùs, dans des conditions particulièrement défavorables, le papier est susceptiblede s'enrouler dans le sens du grain, c'est-à-dire, a tendance à former un cylindre dont l'axe est perpendiculaire au grain du papier.
Dans de tels cas, il est presque impossible de manipuler le papier après que celui-ci a été débité en feuilles.
A titre d'exemple de cet effet, une bande de papier continue, d'un type généralement employé pour le papier couché, papier établi à partir d'une masse de fibres cellulosiques modérément brassée et contenant une quantité modé- rée d'agent d'encollage, ce papier pesant environ quarante lbs. par rame de cinq cents feuilles d'un format de vingt-cinq pouces sur trente-huit pouces, a été enduit-moulé sur une face par application d'environ dix-huit 1bs. (poids sec par rame) d'un kaolin normal et d'un enduit minéral adhésif, dans une fonceuse-mouleu- se normale. Les conditions au niveau du pincement à pression étaient soumises à des modifications afin d'exposer la bande enduite, qui traverse le pincement, à différentes conditions de traitement.
Les allongements du papier traité oscillant, avec un maximum légè- rement supérieur à 4 % (pour-cent). Dans la gamme d'allongements allant jusque 0,25 % (pour-cent), les feuilles obtenues n'avaient qu'une très faible tendance à s'enrouler pour une large gamme d'humidités relatives, et il n'y avait pas de différences perceptibles entre les divers échantillons. Dans la gamme d'al- longements comprise entre 0,25 % (pour-cent) et 0,75 % (pour-cent), la tendan- ce à l'enroulement augmentait graduellement, mais ne devenait pas particulière- ment gênante. Au-dessus de 0,75 % (pour-cent) l'allongement et l'enroulement devenaient nettement gênants et, avec un allongement de 1,5 % (pour-cent) environ, le papier devenait invendable en raison de l'enroulement excessif.
A l'allonge- ment de 4 % (pour-cent) environ, le papier s'est enroulé en fait de manière à former un cylindre serré dont l'axe était orienté à 45 par rapport au grain du papier. On sait que,pour n'importe quel allongement, l'importance de l'en- roulement dépend, entre autres, du poids du papier-support, du degré d'hydrata- tion des fibres de papier et du poids et de la composition de la couche d'enduit.
Toutefois, on estime que si l'on peut éviter l'allongement, les effets des au- tres variables diminuent rapidement et deviennent relativement insignifiants.
Le procédé pour produire un papier couché, suivant la présente in- vention, comprend l'opération consistant à presser le côté enduit d'une bande de papier revêtue d'une composition de couchage humide, contre une surface mo- bile rigide, au moyen d'une couche relativement non extensible comparativement à un élément d'appui élastique, par l'entremise duquel la pression est appliquée.
Ainsi-, la bande enduite peut être pressée contre un tambour rigide à l'aide d'un cylindre de pression pourvu d'une couche élastique recouverte d'une couche qui est relativement non étirable comparativement à la couche élastique. La cou- che relativement non étirable constitue de préférence la surface extérieure du cylindre de pression. Ceci peut déterminer un pincement à pression d'une sec- tion de passage appréciable entre le tambour rigide et le cylindre de pression, pincement dans lequel la bande de papier subit une extension inférieure à 0,75 % et, de préférence, de 0,25 % environ.
Un cylindre presseur comprenant un noyau muni d'une couche de revé-
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tement en une matière souple, élastique et facilement étirable, ainsi que d'un revêtement extérieur solidaire du premier et constitué par une couche flexible qui est relativement non étirable comparativement à la matière souple et élasti- que, convient pour appliquer le papier enduit contre la surface de finissage.
Lorsqu'un tel cylindre se déforme dans un pincement à pression, par exemple celui formé conjointement par ce cylindre et un cylindre mouleur, il convient d'admettre que tout allongement qui se manifeste dans le cylindre pres- seur déformé s'exerce presque entièrement au sein de la couche intermédiaire de matière souple et relativement étirable, et que les dimensions de la couche de surface renforcée ne subissent pas de modifications appréciables.
Quelle que soit l'explication adoptée, on constate que le papier qui passe à travers le pincement à pression déterminé par le contact entre un tel cylindre presseur et un cylindre mouleur normal ne subit pas un allongement ap- préciable et que le passage à travers ce pincement à pression n'entraîne qu'une tendance faible ou nulle à l'enroulement.
On conçoit que l'on ne peut pas réaliser un cylindre dont la surface soit entièrement non étirable; par conséquent, on entend par l'expression "re- lativement non étirable", employée ici, un degré d'allongement relativement ré- duit comparativement à celui du caoutchouc élastique ordinaire, non raffermi.
La surface ou la matière "relativement non étirable" possède généralement un in- dice plastomérique de P. & J. non inférieur à 15 et non supérieur à 35, tandis que le caoutchouc relativement souple, ou une matière équivalente, possède géné- ralement un indice plastomérique de P. & J. compris entre 40 et 50. Les indices plastomériques de P. & Jo dont il est question ici expriment les distances, mesu- rées en décamicrons, dont une bille d'acier, d'un diamètre de un huitième de pouce s'enfonce dans la surface d'une masse constituée en la matière soumise à l'essai, sous une charge de 1 kilogramme.
Au lieu d'un cylindre presseur établi de la manière qui vient d'être décrite, on peut employer une courroie sans fin flexible, mais essentiellement non étirable, qui s'interpose entre, d'une part, la face d'envers, c'est-à-dire, non enduite, de la bande de papier, considérée par rapport à l'enduit soumis au finissage et, d'autre part, un cylindre presseur classique, revêtu de caoutchouc souple, lorsque le papier passe à travers le pincement à pression, soit, entre ledit cylindre presseur classique et une surface essentiellement non élastique, à savoir, le cylindre mouleur habituel. Cette dernière méthode permet d'obtenir des résultats sensiblement analogues, en ce qui concerne l'absence d'allongement et d'enroulement dans le. papier traité, à ceux obtenus dans le cas du cylindre spécialement établi, mentionné plus haut.
Toutefois, une telle courroie sans fin est quelque peu plus difficile à établir et à maintenir dans un état conve- nable que ce dernier cylindre.
On se reportera ci-après aux dessins annexés, dans lesquels
La figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'une for- me de construction d'un appareil pour produire un papier couché-moulé.
La figure 2 est une vue partielle en élévation latérale, en coupe transversale et à une échelle plus grande que la figure 1, d'un détail de l'ap- pareil montré dans cette dernière figure.
La figure 3 est une vue schématique en élévation latérale d'un autre mode de construction de l'appareil suivant la figure 1.
Les figures 4 et 5 sont respectivement des vues partielles en élé- vation latérale, en section transversale et à une échelle plus grande, de détails distincts de l'appareil suivant la figure 3.
En se reportant d'abord aux figures 1 et 2, on voit une bande conti- nue de papier enduit 1 amenée depuis une fonceuse (non représentée) jusqu'à un cy-
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lindre presseur 2, se dirigeant ensuite vers le bas, pour traverser un pincement à pression existant entre le cylindre presseur 2 etun cylindre mouleur 3, cette bande contournant ce dernier cylindre et se dirigeant vers un cylindre de décol- lage 4. Ceci représente la disposition classique des cylindres principaux dans un appareil à produire un enduit moulé, le cylindre mouleur étant également de construction classique.
Le cylindre presseur (représenté d'une manière détaillée dans la figure 2) se compose d'un noyau rigide 5 en métal, en fer ou en acier par exemple, entouré d'une couche relativement mince 6, d'une épaisseur d'environ un quart de pouce, de caoutchouc vulcanisé durci, cette couche étant elle-même entourée d'une couche intermédiaire 7 d'une épaisseur de cinq huitièmes de pouce environ, d'un caoutchouc souple et relativement élastique, ayant un indice plas- tomérique de P. & J, de 50 environ.
Une couche extérieure 8, d'une épaisseur d'un quart de pouce environ, est constituée par une masse de caoutchouc flexible, mais relativement non étirable, ayant un indice plastomérique de P. & J. de 35 environ et munie de cordes de lin d'un diamètre de 0,023 de pouce, qui s'éten- dent côte à côte, au nombre de douze par pouce; autour de la périphérie du rou- leau presseur 2 et sont noyées dans la masse de caoutchouc. La couche intérieu- re 6 de caoutchouc vulcanisé durci est destinée principalement à assurer une adhérence parfaite entre la surface du noyau métallique 5 et la couche intermé- diaire souple et relativement étirable 7. La structure de la couche extérieure 8 est analogue à celle des courroies en caoutchouc bien connues, renforcées par des cordes ou du tissu.
Le cylindre presseur 2 décrit ci-dessus possède un diamètre de quinze pouces environ, tout en pouvant d'ailleurs présenter n'importe quelles dimensions appropriées, soit, un diamètre jusque quarante-huit pouces. Compte tenu de la matière employée, la couche extérieure 8 doit être suffisamment mince pour être tout à fait flexible, mais suffisamment épaisse pour être relativement non exten- sible. Il est avantageux que la couche 8 soit constituée de façon qu'elle puis- se être l'objet d'un degré d'usure normalement acceptable avant que la couche superficielle de caoutchouc, ou de matière analogue, ne soit emportée au point de mettre à nu les cordes ou le tissu noyé, cette couche présentant de préfé- rence une surface extérieure lisse.
L'épaisseur de la couche relativement éti- rable 7 peut varier en fonction des dimensions du cylindre, de son élasticité, de la pression appliquée aux cylindres dans le pincement à pression et de la largeur que l'on désire donner à ce pincement. Comme indiqué plus haut, la cou- che intérieure 6 est principalement appelée à assurer une ferme adhérence entre le noyau 5 du cylindre presseur et la couche intermédiaire 7. Le cylindre mou- leur 3 est généralement constitué d'une manière connue en soi, par exemple par un tambour métallique présentant une surface chromée parfaitement polie. Le cylindre décolleur 4 est également de construction classique.
Dans les figures 3, 4 et 5, où les éléments déjà représentés dans les figures 1 et 2 sont désignés par les mêmes chiffres de référence, une cour- roie sans fin 10 en caoutchouc - constituée en caoutchouc (ou matièree équivalen- te) raffermi, flexible, mais relativement non extensible - est interposée entre, d'une part, le cylindre mouleur 3 et, d'autre part, un cylindre presseur souple classique 2a. Comme montré dans la figure 4, le cylindre presseur 2a se compo- se d'un noyau métallique sensiblement rigide 5, d'une couche d'adhérence 6 en caoutchouc vulcanisé durci et d'une couche extérieure 7 en caoutchouc souple, relativement extensible.
Un cylindre 11 dirige la bande de papier enduite 1 vers le pincement 9a existant entre le cylindre mouleur 3 et le cylindre presseur 2a, tandis que deux cylindres 12 et 13 maintiennent la courroie sans fin 10, laquelle peut être établie de façon.habituelle, c'est-à-dire, être constituée par un tis- su revêtu de caoutchouc ou par une bande de caoutchouc renforcée à l'aide de cordes. De telles courroies sont généralement établies de façon à présenter une surface lisse et sont flexibles,mais'relativement non extensibles.
Comme montré dans la figure 5, la courroie 10 se compose de cordes de lin 14 d'un dia- mètre de 0,023 pouce, ces cordes étant disposées au nombre de douze par pouce
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et étant noyées côte à côte dans une masse de caoutchouc flexible 15 à haute ré- sistance à l'usure, la structure de la courroie 10 de l'appareil suivant les figures 3 et 5 étant analogue à celle de la couche extérieure 8 de l'appareil suivant les figures 1 et 2.
Lorsqu'on exécute un enduit moulé à l'aide de l'appareil qui vient d'être décrit en regard des dessins annexés, on peut suivre n'importe quelle des méthodes connues d'enduisage mouléo Par exemple, la bande de papier peut être enduite et amenée directement, pendant que l'enduit est encore humide et plasti- que, au pincement entre le cylindre mouleur et le cylindre presseuro -Suivant une variante, l'enduit peut être appliqué sur la bande et séché (ceci étant éventuellement suivi d'un surglaçage), re-humidifié jusqu'à l'état plastique et ensuite dirigé vers le pincement à pression.
On peut uti- liser n'importe quelle bande de papier qui se prête à l'enduisage moulé; cepen- dant, l'appareil est particulièrement applicable à la fabrication de papier cou- ché-moulé qui a normalement une tendance à s'enrouler de façon gênante, par exem- ple un papier léger enduit-moulé, tout en n'étant pas limité à cette applica- tion. On peut employer des compositions d'enduit habituelles,qui conviennent par exemple pour la production d'un papier couché-moulé, en appliquant les poids habituels de ces compositionso
Le fonctionnement de l'appareil n'est pas strictement limité à la production de papier couché-moulé dans un sens tant soit peu restrictif de ce terme.
Par "enduisage moulé" on entend parfois un procédé d'enduisage dans le- quel l'enduit appliqué sur la bande de papier adhère spontanément à la surface du cylindre mouleur jusqu'à ce qu'il cesse d'adhérer à cette surface (par suite de la solidification due au séchage ou au refroidissement), pour se détacher ensuite spontanément du cylindre mouleuro Or, il convient d'admettre que l'ap- pareil décrit ici est applicable à n'importe quel procédé dans lequel un enduit plastique, apporté sur une bande de papier, est pressé contre une surface de finissage', durci au contact de cette surface et ensuite détaché de la surface de finissage.
Le procédé qui vient d'être décrit apparaît comme étant de nature à éliminer ou à réduire l'allongement qui est normalement imprimé à la bande de papier dans les procédés classiques d'enduisage de papier, de même que la ten- dance à l'enroulement que manifeste la bande traitée.
Il convient également d'admettre que ce procédé prévient essentiel- lement tout affaiblissement de la bande et empêche les déplacements relatifs entre la surface de moulage et la surface de l'enduit sur le papier, de façon à produire une surface moulée qui se rapproche davantage de la perfection. De plus, on peut considérer que l'invention empêche également le froncement et le crêpage du papier.
REVENDICATIONS.
1) Procédé pour produire un papier couché, ce procédé comportant la disposition qui consiste à presser le côté enduit d'une bande de papier revêtue d'une composition de couchage humide, contre une surface mobile rigide, au moyen d'une couche relativement non extensible comparativement à un élément d'appui élastique, par l'entremise duquel la pression est appliquéeo
2) Procécé pour produire un papier couché, comprenant la disposition qui consiste à presser le côté portant l'enduit d'une bande de papier enduite humide, contre la surface d'un tambour rigide, au moyen d'un cylindre presseur portant une couche élastique recouverte d'une couche relativement non extensi- ble comparativement à la couche élastique.