Brevet FR2297280A1 — publié le 19760806

L'invention concerne un procédé pour l'amélioration des propriétés mécaniques du papier, et, notamment, de sa tenue à 1' humi- dité. Bulle a plus particulièrement pour objet un traitement gazeux facilement réalisable et d'un coot peu élevé, qui s'opère à température ambiante. D'une manière générale les recherches tendant à améliorer la résistance mécanique des papiers et cartons et, notamment, leur tenue à l'humidité, sont extrelemenAt nombreuses mais, dans l'ensem- ble, elles aboutissent à des procédés utilisant des résines d'im- prégnation qui sont comateuses et parfois difficiles à mettre en oestre Il est connu depuis longtemps que l'oxyde d'azote D02 agit à froid et à l'état gazeux sur les molécules de cellulose t il oxyde la surface des fibres en faisant apparattre, notassent, des groupes carboxyles sans qu'on observe de réactions parasites de nitration. Ce résultat scientifique n'a pas fait l'objet d'application pratiquez en effet, les fibres ainsi traités deviennent cassantes et la qualité du carton ou du papier s 'en trouve considérablement diminuée. La présente invention repose sur le fait qu'un traitement incomplet des fibres de cellulose du papier ou du carton améliore considérablement leurs caractéristiques sans présenter les effets défavorables qutentratne une action chimique poussée a fond. Il a été découvert, également, que le taux de réaction bénéfique se situe dans une plage suffisamment large pour qu'on puisse utiliser industriellement un tel traitement. En conséquence, le procédé selon l'invention consiste essentiellement a exposer le papier ou le carton ou mie les fibres isolées (par exemple de la pâte à papier seche) i l'action du gaz N02 à la température ambiante, Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'introduction du gaz dans l'enceinte qui contient les produits i traiter est effectuée après que 1'on ait fait, dans celleci, un vide partie2 afin de permettre la pénétration en profondeur du matériau par le gaz bien entendu, le niveau de vide peut être choisi arbitrairement et seules des conditions économiques le déterminent car l'amélioration obtenue n'exige pas que la totalité des fibres du papier ou du carton ait été oxydée. A ce sujet des expériences ont été conduites en utilisant un vide d'environ 200 mm de mercure et en introduisant, dans la chambre, du NO2 liquide qui s'y vaporise. Il convient toutefois de préciser que l'invention couvre tout autre procédé de mise en contact des vapeurs de N02 et des fibres constitutives du matériau. La durée de l'opération est de quelques heures. Si l'on dépasse un certain temps de réaction, on observe des phénomènes de fragilisation t la durée optimale dépend évidement de la concentration de N02 dans l'atmosphère ambiante. On notera que cette durée est de l'ordre de l'heure en atmosphère de NO2 pur agissant sur des éprouvettes soumises préalablement à un vide poussé (de l'ordre de quelques cm de mercure). Dans les expériences de caractère industriel où l'on utilise, comme dans l'exemple précédemment mentionné, des vides modérés, la durée optimale de réaction est de l'ordre de quelques heures, les propriétés de fragilité se manifestant de manière défavorable au-delà d'une dizaine d'heures Les résultats obtenus sur des papiers traités pendant 8 heures montrent une amélioration d'environ 10 % de la résistance mécanique qui se maintient à l'état humide. Cette amélioration s'accompagne d'un retrait notable s par exemple si l'on utilise des cartons suffisamment épais pour que les phénomènes de fragilité n'apparaissent pas,mSme après un traitement prolongé, on peut atteindre des retraits de l'ordre de 25 %. Par contre, si l'on traite des papiers minces homogènes en restant en deçà de la zone de fragilisation, le traitement optimal s'accompagne d'un retrait de quelques %. La mesure du retrait constitue un moyen commode de contrôler la réaction et de permettre de 1'arreter lorsque les caractéristiques souhaitées sont atteintes. I1 a été également reconnu l'influence néfaste de traces de gaz occlus dont l'action pourrait se prolonger au-delà de la durée souhaitable t il importe donc de stabiliser le produit obtenu par un traitement qui élimine le N02 adsorbé restant t on peut utiliser le vide, un passage d'air, la chaleur,ou mEme traitement & la vapeur. Il est à noter que les techniques de mise en oeuvre du papier par exemple pour constituer les parois d'un carton ondulé s'accompagnent de conditions physiques qui éliminent rapidement les traces de gaz occlus restantes. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour l'amélioration des propriétés mécaniques du papier ou du carton, et notamment de leur tenue à l'humidité, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à exposer le papier ou le carton, ou même les fibres isolées (par exemple la pâte à papier sèche) a l'action du gaz nô20 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la susdite exposition s'effectue à tetperature ambiante. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la susdite exposition est limitée dans le temps afin d'éviter la fragilisation qu'entraînerait une réaction totale. 4.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour faire réagir les fibres situées à l'intérieur de l'épaisseur du papier, du carton ou de la pâte, on soumet préalablement à l'introduction du gat B 2, le papier à un vide partiel ou total. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le niveau de vide peut être choisi arbitrairement. 6.- Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'on introduit dans la chambre contenant le papier, le carton ou la pâte à papier,et dans laquelle on a réalisé un vide, du N02 liquide qui s'y vaporise. 7.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la durée d'exposition du papier, du carton ou de la pâte à papier au gaz Noya, dépend de la concentration de ce dernier dans l'atmosphère. 8.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mesure du retrait du papier, du carton ou de la pâte à papier, sert à contrôler la réaction et à permettre de 1'arrêter lorsque les caractéristiques souhaitées sont atteintes. 9.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour éviter une prolongation inutile ou défavorable de l'action du réactif, le papier, le carton ou la pâte à papier, est stabilisé par un traitement de dégazage.