Procédé d'imperméabilisation aux liquides et d'ignifugation de matières fibreuses. La présente invention a pour objet un pro- eédé d'imperméabilisation aux liquides et d'ignifugation de matières fibreuses, telles que papier, carton, etc. Elle permet de pro duire à bon marché (les matières incombusti bles pouvant être employées comme emballage pour protéger des marchandises de la conta mination, pendant leur transport, par des moisissures, l'eau de mer, des huiles et autres matières contaminantes avec lesquelles les tuarchandises risquent de venir en contact.
On a proposé jusqu'à maintenant d'impré gner des matières fibreuses avec des sels d'ammonium, tels que le phosphate d'ammo nium, pour les rendre incombustibles, et avec des substances albuminoïdes qui sont durcies à la formaline pour rendre ces matières im perméables à l'eau. En outre, on a proposé d'imperméabiliser des matières fibreuses en les imprégnant successivement avec des sels alcalins d'acides gras de corps gras, tels que le stéarate, le palmitate et l'oléate de sodium, et avec un sel d'un métal qui précipitera un sel insoluble d'acide gras dans la matière.
On a encore proposé d'imperméabiliser des ma l,ières cellulosiques par traitement avec des dérivés d'acides organiques supérieurs ayant (m effet estérifiant, tels que l'anhydride stéa rique et ensuite d'imprégner la matière ainsi traitée avec des agents ignifugeants.
Le procédé selon l'invention, dans lequel on traite des matières fibreuses de telle sorte qu'elles soient imprégnées d'un sel insoluble d'un acide gras de corps gras, puis avec une solution d'un agent ignifugeant, est caracté risé en ce que l'on traite les matières fibreuses aussi avec une substance albuminoïde en so lution au plus tôt en même temps qu'a lieu le traitement avec l'agent ignifugeant, et en ce que l'on durcit cette substance albuminoïde sur les fibres desdites matières.
Ce durcissement peut être obtenu, par exemple, en traitant les matières dans une solution de formaldéhyde.
Pour imprégner les matières fibreuses avec un sel insoluble d'un acide gras de corps gras, on peut traiter ces matières d'abord avec une solution d'un sel soluble de l'acide gras, puis ensuite avec une solution d'un sel d'un mé tal formant avec l'acide gras un sel insoluble.
La solution de l'agent ignifugeant peut être maintenue à une température de 50 C par exemple, pendant son utilisation.
Le traitement avec la substance albumi- noïde en solution (gélatine par exemple) peut être effectué en même temps que le traitement avec l'agent ignifugeant, cette substance et le dit agent se trouvant dans la même solution, ou bien ce traitement peut avoir lieu après celui avec l'agent ignifugeant, cette substance et; cet agent étant chacun dans des solutions différentes.
<B>Pour</B> préparer à bon marché des matières d'emballage, l'agent ignifugeant employé con tiendra ou consistera en des sels- d'ammonium.
Il n'a pas été possible par les procédés connus précédemment de produire une matière suffisamment bon marché pour être employée pour l'emballage et qui soit en même temps résistante au feu, aux moisissures, aux huiles, aux acides et d'une manière générale au corps que l'on peut rencontrer pendant le transport de marchandises.
La présente invention per met d'obtenir à bon marché de telles matières d'emballage, vu que les sels d'ammonium qui sont en général bon marché, mais qui sont ha- bituellement trop volatils pour être employés comme agent ignifugeant, peuvent être uti lisés dans ce but, grâce au traitement final, avec de la gélatine et de la formaldéhyde par exemple, qui fixe suffisamment ces sels d'am monium pour en empêcher la volatilisation excepté à des températures élevées.
Pour préparer l'agent ignifugeant, on peut mélanger ensemble, d'une part, une solution comprenant un tungstate, un borate ou un phosphate alcalin ou n'importe quelle combi naison de ces sels, et, d'autre part, une solu tion obtenue en mélangeant de l'ammoniaque aqueuse avec de l'oxychlorure de phosphore.
Les matières fibreuses telles que papier, carton, etc., traitées par le procédé de l'inven tion sont rendues imperméables, en particu lier à l'eau, aux alcools, aux hydrocarbures, aux moisissures, aux acides, aux corps gras, au beurre, aux produits laitiers, aux savons noirs, aux engrais, aux superphosphates, aux produits hygroscopiques ou efflorescents.
De plus, les matières traitées sont modi fiées d'une manière telle, que sous l'action de la chaleur, par exemple due à la combustion de gaz ou de vapeurs, ces matières se carbo nisent sans provoquer de feu ou de flammes et la combustion ne peut pas se propager.
Le présent procédé d'imprégnation et d'ignifugation s'applique à toute matière fi breuse ou ligneuse, papier, carton, soit à l'é tat brut, soit au début ou au cours de sa fa brication, soit à la fin de cette fabrication, que le matériau obtenu soit collé ou non collé, qu'il soit en feuilles, en bobines ou transformé en objets manufacturés, tels que boîtes, bi dons, bouteilles, pots, tubes, récipients divers de formes quelconques, tentures, sacs. etc. Il permet d'obtenir des papiers, cartons ou au tres, qui, soumis ensuite à un emboutissage, un pliage ou autres opérations .mécaniques, ne se briseront plus et ne se fissureront plus à l'endroit de l'embouti, qui resteront imper méables et résistants au feu.
Voici, par exemple, comment le procédé de l'invention peut être exécuté en pratique pour l'imperméabilisation et l'ignifugation du papier: On fait d'abord passer le papier du rou leau ou dévidoir d'où il se déroule, dans un premier bain qui consiste en une solution aqueuse obtenue en faisant réagir un carbo nate alcalin (sodique) avec un acide gras d'un corps gras (par exemple acide stéarique).
A la sortie de ce premier bain, le papier passe sous ou entre les rouleaux qui expri ment la solution en excès et ramènent la li queur ainsi récupérée dans le bain initial. Les fibres sont ainsi imprégnées d'un sel alcalin de l'acide gras.
Le papier passe ensuite dans un second bain, constitué par une solution aqueuse de sulfate de zinc à un pourcentage tel qu'il en résulte un précipité se conformant aux qua lités recherchées. A la sortie de ce second bain, le matériau est de nouveau pressé comme précédemment pour en exprimer la so lution en excès et ramener cet excès dans la cuve mère.
Les fibres sont ainsi imprégnées d'un sel d'acide gras de zinc (par exemple stéarate), insoluble dans l'eau. l'alcool ou l'éther.
Le papier passe alors dans un troisième bain, constitué d'une solution aqueuse, igni fuge contenant: 1 % de borate de soude hy draté, 5 fi de phosphate tri-sodique,<I>2</I> i0 de phosphate d'ammonium,<B>1,5%</B> de tungstate de sodium et des produits obtenus par réac tion de 0,5% d'oxychlorure de phosphore avec l'ammoniaque ou un alcool.
Les qualités ignifugeantes de cette solu tion diminuent considérablement l'inflamma- bilité des corps organiques traités.
Les proportions indiquées peuvent naturel lement varier dans de grandes limites.
Pour préparer cette solution, on aura soin, d'une part, de dissoudre le borate de soude, le phosphate tri-sodique, le phosphate d'ammo nium et le tungstate de soude dans de l'eau, et, d'autre part, d'ajouter de l'oxychlorure de phosphore à de l'ammoniaque aqueuse jus qu'à neutralisation. ce qui donnera. naissance à de la phosphotriamide PO(NH=)3, on mé langera ensuite les deux solutions ainsi obte nues.
On pourrait aussi verser dans de l'alcool de l'oxychlorure de phosphore qui, à la réac tion, donnerait des phosphates triéthyliques PO(OCzH'')3, et mélanger ensuite le .produit obtenu à, la solution première.
Le papier est en outre traité avec de la gélatine en solution qui peut être contenue dans la solution contenant le borate, le phos phate et le tungstate.
Le matériau passe alors sous des rouleaux qui exprimeront la liqueur ignifugeante en excès et la reconduiront dans la cuve de dé part.
Continuant son cycle de fabrication, le matériau passe dans un quatrième bain com prenant une solution aqueuse de formal- déhyde qui insolubilisera le support colloïdal déposé par le bain ignifuge précédent; des rouleaux le comprimeront à. la sortie du bain et l'excès de la solution de formaldéhvde sera ramené à la cuve d'origine.
Les bains suivants sont de simples la vages, à température ordinaire, avec de l'eau légèrement- additionnée d'oxy chlorure de phosphore ou de sels chlorés ou calciques et le matériau, comprimé de nouveau. est séché, calandré et lustré; il pourra recevoir alors tous les décors. grains ou subir toutes autres opérations habituelles; il est enfin mis en rouleaux, en feuilles ou en pièces, prêt à être livré.
Pour la facilité de la technique de l'opéra tion d'imperméabilisation et d'ignifugeage, on peut employer au lieu de cuves remplies de solutions maintenues à la température la plus adéquate, des pistolets ou tous autres appa reils vaporisant lesdites solutions, le lavage final se faisant entre des arroseurs. On pourra même, pour activer le séchage, à la fin ou entre les opérations, utiliser le vide ou l'air chaud, de même qu'on peut faire suivre chaque cuve imprégnante de calandres chauf fées, déshydratant plus ou moins, au passage, le matériau en traitement, ce qui activera ses qualités absorbantes lors de son passage dans le bain suivant.
Les concentrations des solutions décrites ci-dessus peuvent varier suivant la nature de la cellulose qui constitue les papiers ou car tons, et, en général, de toute matière fibreuse ou ligneuse à traiter, et le temps minimum de trempage, de mouillage dans les bains, ou de vaporisation par pistolets à air comprimé. D'autre part, si l'on veut traiter des matières non enroulées sur des tambours ou bobines, il suffit de les plonger dans les bains ci- dessus cités.
Pour des résistances moins fortes, on peut faire subir aux papiers, cartons, ou au tres matières fibreuses, des traitements beau coup plus ordinaires-, on peut employer au lieu de stéarate de soude tout autre stéarate alcalin et remplacer la gélatine servant de support à la matière d'ignifugeage par toute autre substance albuminoïde en solution four nissant un gel susceptible d'être insolubilisé au cours des opérations suivant l'ignifuga tion.
Bien que cette imperméabilisation puisse s'appliquer à toutes les matières fibreuses, telles que tissus, papiers, carton, etc., la pro tection n'est revendiquée pour le présent pro cédé que pour autant qu'il ne s'agit pas d'un traitement de fibres textiles se rapportant à l'industrie textile.
Process for waterproofing liquids and fireproofing fibrous materials. The present invention relates to a process for waterproofing liquids and fireproofing fibrous materials, such as paper, cardboard, etc. It makes it possible to produce inexpensively (non-combustible materials that can be used as packaging to protect goods from contamination, during their transport, by mold, sea water, oils and other contaminating materials with which the goods are likely to come into contact.
It has heretofore been proposed to impregnate fibrous materials with ammonium salts, such as ammonium phosphate, to render them incombustible, and with albuminoid substances which are hardened with formalin to render these materials im permeable to water. In addition, it has been proposed to waterproof fibrous materials by impregnating them successively with alkali salts of fatty acids of fatty substances, such as sodium stearate, palmitate and oleate, and with a salt of a metal. which will precipitate an insoluble salt of fatty acid in the material.
It has also been proposed to waterproof cellulosic materials by treatment with derivatives of higher organic acids having (esterifying effect, such as stearic anhydride and then to impregnate the material thus treated with flame retardants.
The process according to the invention, in which the fibrous materials are treated so that they are impregnated with an insoluble salt of a fatty acid of fatty substances, then with a solution of a flame retardant, is characterized by that the fibrous materials are also treated with an albuminoid substance in solution at the earliest time at the same time as the treatment with the flame retardant takes place, and in that this albuminoid substance is hardened on the fibers of said materials.
This hardening can be achieved, for example, by treating the materials in a formaldehyde solution.
To impregnate the fibrous materials with an insoluble salt of a fatty acid of a fatty substance, these materials can be treated first with a solution of a soluble salt of the fatty acid, then then with a solution of a salt of the fatty acid. 'a metal forming with the fatty acid an insoluble salt.
The solution of the flame retardant can be maintained at a temperature of 50 ° C., for example, during its use.
The treatment with the albuminoid substance in solution (gelatin for example) can be carried out at the same time as the treatment with the flame retardant, this substance and the said agent being in the same solution, or else this treatment can take place. after the one with the flame retardant, this substance and; this agent each being in different solutions.
<B> To </B> prepare packaging materials inexpensively, the flame retardant employed will contain or will consist of ammonium salts.
It has not been possible by the previously known methods to produce a material cheap enough to be used for packaging and which is at the same time resistant to fire, mold, oils, acids and generally. to the body that can be encountered during the transport of goods.
The present invention makes it possible to obtain such packaging materials inexpensively, since ammonium salts which are generally inexpensive, but which are usually too volatile to be employed as a flame retardant, can be used. read for this purpose, thanks to the final treatment, with gelatin and formaldehyde for example, which fixes these ammonium salts sufficiently to prevent their volatilization except at high temperatures.
To prepare the flame retardant, it is possible to mix together, on the one hand, a solution comprising a tungstate, a borate or an alkali metal phosphate or any combination of these salts, and, on the other hand, a solution. obtained by mixing aqueous ammonia with phosphorus oxychloride.
The fibrous materials such as paper, cardboard, etc., treated by the process of the invention are made impermeable, in particular to water, alcohols, hydrocarbons, molds, acids, fatty substances, butter, dairy products, black soaps, fertilizers, superphosphates, hygroscopic or efflorescent products.
In addition, the treated materials are modified in such a way that under the action of heat, for example due to the combustion of gases or vapors, these materials carbonize without causing fire or flames and the combustion cannot spread.
The present impregnation and fireproofing process applies to any fibrous or woody material, paper, cardboard, either in the raw state, or at the beginning or during its manufacture, or at the end of this production. manufacture, whether the material obtained is glued or not, whether in sheets, coils or transformed into manufactured objects, such as boxes, bins, bottles, jars, tubes, various containers of any shape, hangings, bags. etc. It makes it possible to obtain papers, cardboards or tres, which, then subjected to stamping, folding or other mechanical operations, will no longer break and will no longer crack at the location of the stamping, which will remain waterproof. mable and fire resistant.
Here is, for example, how the process of the invention can be carried out in practice for waterproofing and fireproofing paper: The paper is first passed from the roll or reel from which it unwinds into a first bath which consists of an aqueous solution obtained by reacting an alkaline (sodium) carbonate with a fatty acid of a fatty substance (for example stearic acid).
On leaving this first bath, the paper passes under or between the rollers which exhale the excess solution and return the liquor thus recovered to the initial bath. The fibers are thus impregnated with an alkaline salt of the fatty acid.
The paper then passes into a second bath, consisting of an aqueous solution of zinc sulphate at a percentage such that a precipitate results which conforms to the desired qualities. On leaving this second bath, the material is pressed again as before in order to express the excess solution and bring this excess back to the mother tank.
The fibers are thus impregnated with a salt of zinc fatty acid (for example stearate), insoluble in water. alcohol or ether.
The paper then passes into a third bath, consisting of an aqueous, flame-retardant solution containing: 1% hydrated sodium borate, 5% tri-sodium phosphate, <I> 2 </I> i0 sodium phosphate. ammonium, <B> 1.5% </B> sodium tungstate and products obtained by reacting 0.5% phosphorus oxychloride with ammonia or an alcohol.
The flame-retardant qualities of this solution considerably reduce the inflammability of the treated organic bodies.
The proportions indicated can naturally vary within wide limits.
To prepare this solution, care should be taken, on the one hand, to dissolve the sodium borate, the tri-sodium phosphate, the ammonium phosphate and the sodium tungstate in water, and, on the other hand , adding phosphorus oxychloride to aqueous ammonia until neutralized. which will give. birth of phosphotriamide PO (NH =) 3, the two solutions thus obtained will then be mixed.
One could also pour phosphorus oxychloride into the alcohol which, on reaction, would give triethyl phosphates PO (OCzH '') 3, and then mix the product obtained with the first solution.
The paper is further treated with gelatin solution which may be contained in the solution containing borate, phos phate and tungstate.
The material then passes under rollers which will squeeze out the excess flame-retardant liquor and return it to the starting tank.
Continuing its manufacturing cycle, the material passes into a fourth bath comprising an aqueous formaldehyde solution which will insolubilize the colloidal support deposited by the preceding flame retardant bath; rollers will compress it to. when leaving the bath and the excess of the formaldehyde solution will be returned to the original tank.
The following baths are simple la vages, at room temperature, with water slightly added with oxy-chloride of phosphorus or chlorine or calcium salts and the material, compressed again. is dried, calendered and glossy; it will then be able to receive all the decorations. grains or undergo any other usual operations; it is finally put in rolls, sheets or pieces, ready for delivery.
For the ease of the waterproofing and fireproofing technique, it is possible to use instead of tanks filled with solutions maintained at the most adequate temperature, guns or any other apparatus vaporizing said solutions, washing final being done between sprinklers. We can even, to activate the drying, at the end or between operations, use vacuum or hot air, just as we can follow each impregnating tank with fairy heated calenders, more or less dehydrating, in passing, the material being treated, which will activate its absorbent qualities during its passage in the next bath.
The concentrations of the solutions described above may vary depending on the nature of the cellulose which constitutes the paper or cardboard, and, in general, of any fibrous or woody material to be treated, and the minimum time for soaking and wetting in the baths. , or spraying with compressed air guns. On the other hand, if one wants to treat materials not wound on drums or coils, it suffices to immerse them in the baths mentioned above.
For weaker strengths, we can subject the paper, cardboard, or very fibrous materials, much more ordinary treatments, we can use instead of soda stearate any other alkali stearate and replace the gelatin serving as a support for the flame-retardant material by any other albuminoid substance in solution providing a gel capable of being insolubilized during the operations following the flame-retardant.
Although this waterproofing can be applied to all fibrous materials, such as fabrics, paper, cardboard, etc., protection is only claimed for the present process insofar as it is not a question of a treatment of textile fibers relating to the textile industry.