ESSAIS DES PAPIERS

On peut essayer les papiers chimiquement sous deux rapports principaux. On cherche, d'une part, avec quelle substance ils ont été collés, et qu’elles sont les substances étrangères qu’ils renferment; d’autre part, quand il sont colorés, la nature de la matière colorante employée.

Lorsque le papier a été préparé avec de la colle végétale (empois d’amidon), la teinture d’iode le tache en bleu.

Si dans le résidu de l’incinération on trouve une notable quantité d’alumine, cela indique que l’on s’est servi de savon de résine aluné.

Pour savoir si le papier a été traité avec de la colle animale, on le coupe en fragments que l'on fait bouillir avec de l’eau distillée ou filtrée, puis on évapore le liquide filtré et l’on mélange celui-ci avec une infusion de noix de galle.

Généralement, on recherche aussi les substances étrangères, ou la charge que contient le papier. Ces matières sont ordinairement les suivantes :

Les sulfates de chaux, de haryte, de plomb.

Le kaolin.

La craie ou le carbonate de chaux.

Les argiles. Les ocres.

Le papier ordinaire ne donne que 3/4 p. 100 de cendres au maximum; au delà de ce chiffre on doit rechercher et doser les matières étrangères.

Voici comme exemple de recherches de ce genre l’examen chimique d’un papier collé dans la cuve de fabrication fait par M. Braconnot :

Cet auteur dit qu’il l’a soumis aux essais suivants : bouilli avec de l'eau pure, ce papier donne une liqueur ramenant au bleu le papier de tournesol

rougi.

L’infusion de noix de galle trouble à peine sa transparence, d’où il suit qu’il ne contient pas de gélatine. Mais l’iode y développe une couleur bleue qui indique l’amidon ou la fécule.

12 grammes du même papier ont été soumis à l’ébullition pendant un quart d’heure avec de l’eau aiguisée par l’acide sulfurique. On a exprimé la liqueur dans un linge fin et l’on a lavé à l’eau bouillante la pâte du papier.

Desséchée, elle ne pesait que ll8r,16. La liqueur acide réunie aux eaux de lavage a été saturée par le carbonate de chaux, puis, après avoir été filtrée, on l’a fait évaporer partiellement, afin d’en séparer la plus grande partie du sulfate de chaux. Rapproché ensuite àsiccité, il est resté un résidu jaunâtre d’apparence gommeuse du poids de 67 centigrammes. Cette matière, chauffée dans

une capsule de platine, s’est boursouflée, en répandant une odeur de pain grillé et a laissé une cendre qui contenait du sulfate de chaux et un autre sulfate à base fixe.

La dissolution dans l’eau de cette matière, d’apparence gommeuse, n’était que faiblement précipitée par l’infusion de noix de galle. Avec l’iode, elle a développé une belle couleur violette très prononcée. Ce n’était donc que de l’amidon légèrement modifiée.

Les ll8r,16 qui ont résisté à l’action bouillante de l’acide sulfurique dilué, ont été chauffés avec une légère dissolution de potasse. La liqueur, exprimée bouillante, était une couleur jaunâtre transparente, mais elle est devenue un peu louche en se refroidissant. Elle moussait comme l’eau de savon.

On a versé alors un peu d’acide sulfurique étendu dans cette liqueur pour saturer la potasse; elle est devenue laiteuse en laissant déposer une matière floconneuse qui ne s’est point rassemblée par la chaleur. Elle pesait près de 2 décigrammes après dessiccation sur la capsule, qui était enduite d’une matière grasse.

Elle a été lavée, ainsi que la matière floconneuse, avec de l’alcool, qui a pris une couleur brunâtre et s’est chargé de la matière grasse.

Le résidu, insoluble dans l’alcool, était en grande partie formé d’amidon, qui avait échappé à faction de l’eau acidulée bouillante. La liqueur, séparée de 2 décigrammes de matière floconneuse grasse, par l’acide sulfurique, contenait aussi de l’amidon; car, évaporée pour faire cristalliser la majeure partie du sulfate de potasse, elle a donné une eau mère jaunâtre qui bleuissait fortement avec l’iode, et il s’est rassemblé un sédiment brunâtre contenant encore de l’amidon. Distillé dans un tube de verre, il a donné un produit liquide alcalin qui a rappelé au bleu le papier rougi de tournesol.

M. Braconnot en conclut que cette action paraît due au gluten contenu dans la farine de céréale ayant servi à coller le papier essayé.

Le liquide alcoolique brunâtre provenant du lavage de la matière floconneuse a été évaporé; il a laissé environ 1 décigramme d’une matière grasse un peu poissante, d’un brun jaunâtre, ayant à peu près la consistance du saindoux. La combinaison avec la potasse était très colorée et avait une saveur amère, ce qui faisait soupçonner la présence d’une résine.

Pour vérifier ce point, on l’a fait chauffer avec de l’eau et une petite quantité de magnésie pour saturer les acides gras. Le résidu, traité encore par l’alcool bouillant, a laissé après son évaporation un léger enduit vernissé, reconnaissable pour ctre une résine.

Après I eur combustion, o grammes de papier ont laissé 6 centigrammes d’une centre très ferrugineuse qui contenait aussi une quantité très notable de manganèse ; fondue avec la soude au feu de chalumeau, elle a donné un verre d’un beau bleu.

Cette cendre ne fait point effervescence avec les acides. Chauffée au rouge avec l’acide sulfurique, elle a laissé un résidu qui, délayé avec un peu d’eau, était peu sapide; mais, au bout de vingt-quatre heures, la liqueur a contracté un goût styptique très prononcé, et l’ammoniaque y a formé un précipité d’alumine gélatineuse ; la pâte de ce papier contenait donc de l’alun.

ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE

Quant à la teinte jaunâtre que prennent certains papiers fabriqués à la machine, on l’attribue à l’action du chlore sur le fer des cylindres sécheurs.

Voici ce que disent à ce propos MM. Fordos et Gélis.

Si l’on travaille une pâte dont le lavage a été incomplet, une partie notable du chlore qu’elle contiendra s’écoulera, à la vérité, avec le liquide en excès pendant les premières phases de l’opération, mais il en restera toujours une portion qui se dégagera avec la vapeur d’eau au moment de la dessiccation, attaquera les cylindres de fonte, et formera un chlorure de fer dont les feutres qui supportent la feuille s’imprégneront, et qui, de ces feutres, s’introduira dans la substance même de la feuille.

En effet, ces feutres sont toujours tachés de rouille et la coloration jaune commence à se manifester dans les premiers jours 'de leur emploi. Cette rouille a contracté, avec le tissu, une véritable combinaison; elle est due à un sel de fer basique au maximum.

Ce n’est pas elle qui peut altérer le papier; elle est insoluble et combinée; mais c’est la partie libre et soluble qui existe à la surface des cylindres ou dans la masse des feutres.

MM. Fordos et Célis admettent que le composé ferrugineux entre dans le papier à l’état soluble et au minimum d’oxydation ; ce fait leur paraît prouvé par l’absence de coloration du papier au moment où il vient d’être fabriqué.

L’état complet de siccité du papier maintient pendant quelque temps le sel de fer au minimum, qui, par suite, reste incolore; mais bientôt l’oxygène de l’air, aidé par l’humidité atmosphérique, réagit et le fait passer au maximum en le colorant.

Cette réaction, très simple, explique parfaitement la coloration jaune, souvent très accentuée que prennent les papiers ferrugineux. Quant aux taches rondes qui se produisent souvent, on peut les attribuer à un phénomène de cristallisation.

Maintenant, si l'on veut faire l’analyse complète d’un papier collé à la résine, par exemple, on devra doser successivement l’eau, la résine,1 la fécule, déterminer la quantité de cendres qu’il laisse à l’incinération, leur nature et la proportion des divers éléments s’il y a lieu, enfin la nature et la quantité des filaments qui le composent :

Pour procéder à ces diverses déterminations, on découpe une bande du papier à essayer, de façon à avoir de 1 à 2 grammes; on la dessèche à 105 degrés; la différence de poids indique la quantité d’eau contenue.

Quant à la résine, on la détermine au moyen de l’alcool absolu, auquel on ajoute quelques gouttes d’acide chlorhydrique ; cette liqueur est mise au contact de la bande et soumise à une ébullition assez prolongée; puis, après décantation, on recommence l’ébullition avec de l’alcool absolu ; on sèche ensuite la bande de papier à l’étuve, et le nouveau poids obtenu indique par différence la quantité de résine contenue dans le papier.

Pour doser la fécule, on reprend la bande privée de résine par l’opération précédente, puis on la fait bouillir à nouveau dans de l’alcool étendu de son volume d’eau, et légèrement acidulé. La fécule et l’amidon se dissolvent complètement et l’on reconnaît que la dissolution est terminée au moyen de la

teinture d'iode. La bande est ensuite lavée avec de l’alcool étendu d’eau, finalement avec de l’eau distillée, desséchée et pesée. On obtient ainsi, par la nouvelle différence de poids, la quantité de fécule cherchée.

Une incinération finale donne un poids de cendres dans lesquelles on peut chercher les diverses matières minérales intéressantes.

Quant aux fibres qui composent le papier, on peut tout d’abord les reconnaître par l’examen microscopique.

Cet examen peut se faire par l’une des deux méthodes suivantes :

On emploie une solution d’iode qui, suivant les différentes fibres, produit diverses colorations :

1° Le bois mécanique et le jute sont colorés en jaune;

2° La paille, le bois chimique, l’alfa ne changent pas;

3° Le coton, le lin et le chanvre sont colorés en brun.

Pour désagréger le papier, on feraxbien d’en prélever une petite quantité que l’on soumettra pendant un quart d’heure à l’ébullition dans une solution contenant de 1 p. 100 à 2 p. 100 de soude. De cette façon les matières étrangères sont éloignées et les fibres dégagées. La présence de bois mécanique sera déjà constatée pendant l’ébullition si le papier jaunit.

Ap rès ce traitement, on verse le tout sur un filtre en laiton à trous fins, et on lave à l’eau pure. Le résidu lavé est réduit en une pâte homogène, sans nœud, dans un mortier en porcelaine.

Dans le cas de papiers colorés, la matière colorante doit être éloignée lorsque l’ébullition n’a pas suffi pour produire ce résultat. A cet effet, on emploie l’acide chlorhydrique, le chlorure de chaux, etc., suivant la nature chimique de la matière colorante. Lorsque le papier n'est pas collé, on n’emploie que de l'eau pour l’ébullition.

Si l’on suppose la présence de la laine dans le papier, on emploie une solution alcoolique, au lieu d’une solution alcaline, qui dissoudrait la laine.

La solution d’iode dans l’iodure de potassium peut être plus ou moins concentrée; la coloration produite est plus ou moins forte, suivant la concentration. On peut employer une liqueur renfermant 20 parties d’eau pour 2 parties d’iodure de potassium et 1,13 d’iode.

Pour étendre la pâte sur le porte-objet du microscope, on emploie deux aiguilles en platine.

Le porte-objet est placé sur un fond blanc, afin que les fibres se détachent mieux. La pâte est recouverte d’un verre, et l’excès d’eau est enlevé par un papier buvard.

Pour déterminer la nature des fibres, un grossissement de 300 diamètres est ce qu’il y a de préférable. Mais pour apprécier la proportion relative des fibres d’origine différente, un grossissement de 120 diamètres permettant d’embrasser une surface plus grande est suffisante.

Cette méthode d’examen peut être modifiée avantageusement comme il suit:

On emploie une solution d’alcali très diluée, une solution aqueuse d’iode analogue à la précédente et un acide sulfurique dont on détermine la densité par tâtonnements.

On extrait de chiffons blancs quelques fibres de coton et de lin, puis on

ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE

prend un peu de cellulose de bois blanche et de la pâte de paille blanche. Ces fibres sont cuites ensemble pendant quelques minutes avec un peu de dissolution alcaline. On enlève ensuite l’eau seconde par un lavage et l'on met l’une à côté de l’autre, sur des porte-objets, de très petites quantités de chaque fibre, afin que chaque préparation se compose des quatre fibres que nous avons nommées.

Il est important que les fibres ne forment pas de boutons ou nœuds, mais qu’elles soient isolées soigneusement les unes des autres au moyen d’une aiguille.

Après avoir enlevé l’eau avec un morceau de papier buvard appuyé fortement à deux reprises, on ajoute une goutte de solution d'iode qui doit enlièrement couvrir les fibres fixées au porte-objet.

La solution d’iode doit être telle qu’une couche épaisse d’un rouge rubis apparaisse claire et transparente. Après une ou deux minutes, on enlève la solution à l’aide du buvard, de façon qu’il ne reste pas de solution d’iode entre les fibres.

11 faut enfin couvrir avec une goutte d’acide dilué la préparation composée des quatre fibres ainsi traitées par l’iode et la recouvrir avec le couvre-verre.

Si la concentration de l’acide sulfurique est suffisante, le coton, le lin, le chanvre se coloreront en rouge violet; la cellulose de bois et la cellulose de paille blanche ordinaire se coloreront en bleu limpide ou gris bleu, ce qui permet d’établir une distinction très nette entre les deux groupes de filaments; quant aux fibres de bois et de jute non blanchies elles se colorent en jaune foncé.

La méthode peut être employée pour les meilleurs papiers ordinaires et blancs qui ne renferment presque jamais de filaments de sparte ou de maïs.

Lorsque ces dernières matières se rencontrent dans le papier, on fait une préparation préalable à l’acide azotique.

La résistance des papiers se mesure en coupant des bandes de 5 centimètres de large sur 60 centimètres de long dont on colle les bouts à la gélatine. On passe dans cet anneau deux baguettes, l’une qui sert à suspendre l’appareil, l’autre qui supporte un plateau de balance. On charge de poids jusqu’à la rupture et l’on ajoute aux poids marqués celui du plateau et de la baguette.

Un bon papier d’impression peut supporter ainsi 30 kilogrammes.

Nous terminerons ces considérations en donnant un tableau qui indique les caractères distinctifs des fibres textiles d’origine végétale et d’origine animale qui se rencontrent dans les papiers.