AFFINAGE OU K AFFINAGE

Nous avons vu que la trituration des chiffons n’était pas terminée dans les premières piles défileuses, et qu’elle avait été suspendue pour ainsi dire, afin de permettre le blanchiment de la pâte par l’un des procédés que nous avons exposés.

Le blanchiment et le lavage terminés, on reprend la pâte pour la triturer à nouveau, et pour lui faire subir une opération définitive, qui porte le nom d’affinage ou raffinage.

Les appareils généralement utilisés dans cette opération sont encore des

piles qui diffèrent peu des premières décrites. On leur donne le nom de piles raffineuses.

Fig. 32.

Fig. 3i.

Les figures 32, 33, 34, 35 représentent une de ces piles.

On donne souvent extrémités de l’appareil la forme elliptiques due à M. Cal- Ion, elle est préférable à la forme circulaire. Le mouvement de relevage du cylindre s’obtient à l’aide de deux vis sans fin montées sur un même arbre B et donnant le mouvement à deux roues hélicoïdales C, C ; dans ces deux roues formant écrous, pénètrent deux autres vis qui sont assemblées aux extrémités de deux leviers D, supportant les paliers de l’arbre du cylindre.

Le cylindre en fonte est évidé et garni de lames. Les autres parties de la pile sont analogues à celles que nous avons décrites; nous n’insisterons pas.

La pile raffineuse de MM. üebié, Granger et Pasquier, représentée figure 36, comprend une cuve en fonte M, partagée en deux par une cloison. La circula-

Fig. 36,

tion de la pâte est produite par le mouvement d’un élévateur à aubes courbes N, qui tourne très lentement.

La pâte est relevée par cet élévateur, puis amenée devant un petit cylindre O, sur lequel se trouvent fixées, des lames minces très rapprochées les unes des autrés. Ce cylindre tourne au contraire très vite; sa vitesse est de 200à 300 tours par minute.

La pâte soulevée qui ne peut trouver passage entre le cylindre O et la platine P munie de lames inclinées se rend dans une rigole R, placée contre la paroi externe de la cuve.

Le déversement qui se produit par l’orifice R régularise la circulation de la

ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE

pâte, qui est toujours plus rapide autour de la cloison médiane. Le peu de profondeur de la cuve contribue également à rendre cette circulation plus régulière.

Le travail de l’élévateur remplace avec avantage l’opération du spatulage, et la pâte obtenue est plus homogène.

La pile, une fois remplie d’eau, est alimentée en défilé par espèces et proportions de pâtes bien déterminées.

On appuie alors le cylindre sur la platine jusqu’à contact complet, et cette position est maintenue tant que la pâte n’est pas suffisamment battue.

Cette pâte contient une certaine quantité de boutons blancs que l’on fait disparaître par l’affleurage.

Cette opération consiste à maintenir le cylindre dans une position telle que ses lames soient tangentes à celles de la platine. De cette façon les filaments sont soumis à un étirage sans déchirement, au contraire, toutes les parties dont la grosseur excède celle des filaments ordinaires sont énergiquement déchirées.

Le gouverneur s’assure ensuite que la pâte présente un bon aspect et la dirige par les conduits YV' (fig. 11 et 12) vers le réservoir de la machine à

papier.

Il suffit ordinairement d’un quart d’heure d’affleurage pour faire disparaître les points blancs dont nous venons de parler.

Cette opération du raffinage est très importante dans tous ses détails; si elle n’est pas bien conduite, la qualité du papier peut être fortement altérée.

Le raffinage dure plusieurs heures. Cette durée est variable; elle dépend de la nature des pâtes, de la grandeur dé la pile, du poids du cylindre et de sa vitesse, également aussi de l’état des lames, de l’abondance de l’eau et de la propreté des toiles du tambour laveur et du châssis.

Ordinairement, avant d’achever complètement la trituration, on ajoute à la pâte les matières qui devront servir au collage du papier et aussi celles qui devront la colorer.

Le raffinage ne doit pas être conduit précipitamment, sans quoi le papier obtenu serait mou, pelucheux et sans force ; la pâte, dans ce cas, est sèche.

Lorsqu’au contraire l’opération a été ménagée et conduite avec soin, la pâte est longue, et le papier qui en provient est uniformément transparent; les surfaces sont bien unies, le papier est dense et souple.

Pour terminer ce que nous avons à dire des piles raffineuses, nous donnons (fig. 37 et 38), la coupe en élévation et le plan du raffineur méthodique système Favier, qui figurait en 1889 dans l’exposition de M. L’IIuillier.

Cet ensemble comprend une pile raffineuse A analogue à celles que nous avons décrites, dans laquelle la pâte est envoyée par la pompe PP' et le tuyau C et où elle subit la trituration.

Au-dessous de cette pile raffineuse se trouvent deux cuviers D, D' munis d’agitateurs. Ces cuviers servent de réservoirs à pâte; ils s’emplissent et sq vident alternativement et d’une façon automatique au moyen d’un mécanisme de changement de marche figuré en XX' et des soupapes RR'.

Une pompe double PP' établit le courant de pâte d’un cuvier à l’autre en passant par la pile raffineuse.

L’emplacement des cuviers, leur capacité et la position de la pile raffineuse peuvent varier suivant les circonstances.

Cet appareil présente certains avantages, qui sont les suivants :

La contenance de la pile est variable; on peut y triturer depuis 30 jusqu’à 500 kilogrammes de pâte.

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La trituration est assez rationnelle; elle peut se faire par degrés, en commençant par les pâtes dures et finissant par les pâtes tendres ou succédanées n’ayant besoin que d’un mélange.

La trituration, en outre, paraît meilleure et plus économique au point de vue de la force employée.

Le spatulage et les frais de main-d’œuvre qu’il occasionne sont supprimés.

D’autres appareils ont été imaginés pour remplacer les piles et produire les effets de trituration.

La figure 39 représente l’élévation d’une machine de trituration proposée et appliquée il y a un certain nombre d’années parM. Gardner.

Cet appareil comprend une cuve métallique M fixée sur des patins en fonte A.

Cette cuve est munie à sa partie inférieure d’un trou d’homme fermé par un tampon N; elle est surmontée à sa parlie supérieure par une cuvette O.

Un arbre P donne le mouvement à l’agitateur R, sorte de vase métallique en forme de cône dont les faces sont percées d’ouvertures formant grillage plus ou moins serré.

Ce vase, à sa partie supérieure, communique avec la cuvette O.

On place la pâte dans la cuve M, puis on ferme cette cuve par un couvercle élastique a.

En XX' se trouve la transmission de mouvement. Le vase R est animé d’un mouvement dont l’amplitude varie suivant les cas.

La pâte est amenée par le conduit B terminé par un clapet b. Le vase presseur R, dans son mouvement alternatif, vient battre la pâte contre les parois intérieures de la cuve M ; les lames du vase R divisent la pâte, la triturent et la forcent à s’introduire dans son intérieur; l’excès de pâte, ainsi forcée dans la partie R, remonte et vient se déverser à la partie supérieure en O, d’où on la retire pour la soumettre à une nouvelle trituration.

On peut opérer aussi le raffinage dans des machines spéciales à force centrifuge nommées pulpengine.

Une des premières qui ont été proposées est celle qui porte le nom de Mont-

golfier

En général, ces nouveaux outils sont plus particulièrement employés pour triturer les pâtes de bois et de paille ; cependant, comme on les utilise aussi

ENCVCLOP. CHIM.

comme machines affleureuses dans la fabrication de la pâte de chiffons, nous les décrirons ici.

La pulpengine Montgolfier est représentée figures 40, 41, 42, 43.

Cet appareil est formé essentiellement par une meule mobile tournant verticalement entre deux meules fixes M.

Ces meules sont enfermées dans la caisse A; on peut régler leur écartement par des volants B et la vis sans fin C.

La pâte est montée dans un réservoir supérieur D par une pompe P et de là descend entre les meules par le tuyau H.

La trituration dans cet appareil peut s’effectuer en une seule passe et l’opération par suite, devient continue.

Cette machine de trituration a été perfectionnée dans ces derniers temps par M. Camus. Les figures 44, 45, 46 sont une coupe longitudinale et deux élévations de cet appareil.

La meule en fonte N est calée sur l’arbre horizontal A, qui fait environ 300 tours par minute.

En avant et en arrière de cette meule mobile se trouve une autre meule fixe M et une meule O mobile dans le sens longitudinal.

Le vide compris entre les meules M et N est plus grand à la circonférence ; à mesure qu’on se rapproche du centre il diminue; le contraire a lieu pour le vide qui se trouve entre les meules N et O.

On voit que la matière à triturer, la pâte, entre par le centre de la meule fixe, où elle est amenée par le tuyau P et sort par le tuyau R.

Les faces de ces différentes meules sont armées de lames en acier très nombreuses qui, par leur mouvement rapide, assurent la trituration complète de tous les boutons compris dans la pâte.

Le point caractéristique de cette machine réside dans l’inclinaison des lames en acier, qui permet de graduer le travail.

La meule M est fixe d’une façon absolue, en sorte qu’elle ne peut laisser passer aucune particule inattaquée.

On peut régler facilement l’écartement des meules et par suite obtenir pour la pâte le degré de finesse que l’on veut.

Z Courtier

BD sont les poulies de commande de l’appareil.

ab est l’intervalle compris entre les meules, qui est variable à volonté.

cd est l’intervalle également variable qui détermine le degré de finesse de la pâte.

La figure 45 est une vue en bout de la machine montrant l’entrée de la pâte en P.

La figure 46 montre une moitié supérieure du plateau de sortie Met la moitié inférieure de la meule d’entrée O, et fait voir la disposition des lames d’acier, qui sont noyées dans les meules en fonte.

Les avantages de cet appareil sont les suivants :

Les surfaces de travail coniques des meules assurent un bon travail.

Les lames d’acier sont très minces; leur nombre peut atteindre 500 sur une face des meules et 300 sur l’autre face.

On peut régler l’écartement des meules avec beaucoup de précision au moyen de la vis T.

Enfin la saillie des lames décroît graduellement jusqu’à devenir nulle au moment où la pâte sort de la machine.

La force absorbée par cette machine ne dépasse pas 15 chevaux; dans ces conditions elle peut produire 2.000 kilogrammes de pâte. Elle est surtout employée pour la préparation de la pâte de bois, dont nous allons bientôt nous occuper.

Pour terminer cette partie de notre étude, nous signalerons un très bon appareil de raffinage employé en France et surtout en Allemagne; nous voulons parler du raffineur de Thode, représenté figures 47 et 48.

Cet appareil est composé essentiellement de deux meules horizontales analogues dans leur ensemble et dans leur disposition à celles d’un moulin à blé. » La partie principale de la machine est montée sur une sorte de tourelle en fonte et à claire-voie A portant tout Je mécanisme, sauf le régulateur d’alimentation.

L a partie supérieure de la tourelle doit faire saillie d’environ 0m,30 au-dessus du plancher du premier étage. Quant au socle, il repose sur un massif à im,50 au-dessous de ce plancher.

Le régulateur d’alimentation N se place sur le plancher supérieur à peu de distance du raffineur M. Ce régulateur mesure extérieurement 0m,G0 sur 0m,40

Fig. 47.

l’ig.

et dépasse le plancher de 0m,80. Sa situation, par rapport au raffineur, n’a rien d’absolu, elle dépend du local où celui-ci est installé.

L’arbre vertical du raffineur porte une poulie P, qui reçoit le mouvement d’une autre poulie semblable placée sur un arbre vertical faisant de 80 à 160 tours par minute.

Le diamètre de cette dernière poulie varie selon la vitesse de l’arbre de commande, de façon à faire faire au raffineur environ 120 tours par minute.

Le même arbre de commande vertical peut faire tourner quatre raffineurs.

A côté du ratfineur, et sur le plancher supérieur, il faut ménager une place suffisante pour pouvoir retourner la meule supérieure et la tailler lorsque le besoin s’en fait sentir. Cet emplacement, et la nécessité où l’on est de pouvoir circuler autour des raffineurs, fait que l’on doit compter sur un espace de 7 mètres carrés environ pour chaque machine, en sorte qu’une batterie de 3 raffineurs occuperait au moins 20 mètres carrés.

La matière à livrer aux raffineurs doit être à l’état de pâte fluide; elle arrive par le tuyau R.

S’il s’agit de pâte achetée toute pressée, il conviendra de la passer pendant quelques minutes dans une pile hollandaise pour la délayer, puis de l’envoyer dans des citernes ou réservoirs placés en contre-bas de l’alimentateur automatique, soit au-dessous des raffineurs, soit mieux à côté.

Les réservoirs les plus convenables sont des citernes à fond demi-cylindrique avec agitateur à axe horizontal. 11 convient d’en avoir deux : l’un que l’on remplit et l’autre que l’on vide afin de ne pas faire varier la densité de la pâte pendant que l’on raffine le contenu d’un réservoir.

Une citerne semblable à celle que nous venons d’indiquer doit être ménagée pour recevoir la pâte raffinée si la disposition des appareils ne permet pas de l’écouler naturellement dans les piles blanchisseuses ou vers les réservoirs placés en tête de la machine à papier.

collage: du papier

La colle que l’on introduit dans la pâte du papier est destinée à reconstituer l’adhérence primitive et naturelle qui existait entre les fibres végétales avant leur transformation en pâte.

On ajoute donc à la pâte de papier préparée comme nous venons de l’indiquer précédemment une matière adhésive, végétale ou animale destinée à augmenter la résistance du papier et à le rendre en partie imperméable.

Certains papiers, naturellement, n’ont pas besoin d’être collés; ce sont les papiers dits buvards. L’imprimerie utilise souvent aussi des papiers non collés, mais tous ceux qui doivent recevoir l’écriture le sont nécessairement.

Pour parvenir â remplacer le vélin et le parchemin employés tout d’abord à l’écriture et à l’impression, la solidité fut une des principales qualités exigées du papier. Aussi, admirons-nous encore aujourd’hui la conservation parfaite et le nerf des anciennes éditions.

Cette solidité qui tient particulièrement à la qualité des chiffons non blanchis

ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE

par les acides et à leur lente trituration au moyen des maillets, provient surtout aussi du collage à la gélatine.

Mais cette opération du collage animal entraîne beaucoup de frais, de soins et de main-d’œuvre. Bien des tentatives furent faites en France pour y suppléer.

On essaya d’abord de coller avec le savon de Marseille, mais ce collage rendait le papier mou. Canson, en 1827, imagina de faire un savon dont la cire était la base, et Delcambre en composa un autre dont la base était la résine. L’un et l’autre offraient des inconvénients.

C’est à Obry qu’on a dû, dès 1827, la combinaison de l’alun avec la fécule de pomme de terre et la résine dissoute par les cristaux de soude.

Cette colle fut une immense amélioration apportée à la fabrication du papier. Elle est maintenant d’un usage général en France.

COULAGE A LA GELATINE

En Angleterre et dans quelques autres pays, elle n’a fpas obtenu le même succès soit en raison de l’abondance des chiffons de coton auxquels ce genre de collage s’applique moins bien, soit plutôt à cause de la nature de certaines eaux, car le même phénomène se reproduit dans certaines fabriques où le so est granitique et siliceux.

On a donc eu recours, en Angleterre, le plus souvent, à la colle animale pour donner aux papiers un degré d’imperméabilité et de solidité tout à fait spécial.

Les beaux papiers anglais sont presque tous collés à la gélatine et sous le rapport de la solidité ils ne laissent rien à désirer.

Souvent même les fabricants Anglais abusent de ce genre de collage, car il arrive parfois que sur la surface de leurs papiers dont l’apparence est un peu grasse et huileuse, la plume glisse et l’encre s’étale sans laisser à l’écriture la finesse que l’on peut obtenir sur les papiers français.

Le papier anglais nécessite donc la plupart du temps l’emploi du buvard dès que l’on veut tourner une page que l’on vient d’écrire, attendu que l’encre restée à la surface ne s’imprègne pas dans le papier aussi promptement que dans le papier français.

L’usage de la colle animale offre souvent un inconvénient assez grave. Si elle n’a pas été séchée suffisamment, elle nuit aux impressions en couleur ainsi qu’aux teintes du lavis. On reconnaît ce défaut lorsque, en mouillant le papier et y appliquant la main on sent qu’elle y adhère.

Le collage gélatineux, connu dès l’origine de la fabrication du papier, offrait des difficultés dans son application à la machine à papier. C’est à Ilutli qu’on est redevable du procédé par lequel on fait passer actuellement la feuille de papier à demi-séchée entre deux pressions cylindriques garnies de feutres, sur lesquelles arrivent continuellement, en sens opposé, deux jets de colle animale.

Aujourd’hui, la feuille de papier continue, après avoir traversé une auge remplie de colle animale s’engage entre deux cylindres en bronze, de sorti1

lO.'i

qu’elle ne conserve que la quantité de colle nécessaire, puis elle est séchée sur des cylindres chauffés.

Ce système de collage qui exige de grands frais est très onéreux dans les pays où le charbon atteint des prix élevés. En outre, il nécessite un immense local. Certaines de ces machines, dont nous allons parler, occupent souvent plus de 80 mètres de longueur.

Avant de parler de ces machines à coller, disons quelques mots de l’ancien collage à la main si longtemps employé et qui, d’ailleurs, a fourni et fournit encore les plus belles qualités de papier.

Les papiers Whatman, par exemple, destinés au dessin, ont une renommée universelle qui est due à leur parfaite qualité, laquelle est le résultat du collage à la main.

Autrefois, les anciens fabricants partageaient le travail du collage entre trois ouvriers qui étaient le colleur , lepresseur et le sécheur.

D’après MM. Jagenberg et Bourdiliat, -auxquels nous empruntons ces détails, le métier de colleur était fort difficile; cet ouvrier était chargé de déterminer la chaleur de la colle et de tremper le papier.

Opérer sur des feuilles prises une à une eût inutilement compliqué le travail. 11 en prenait donc de six à douze à la fois selon leurs dimensions et les trempait dans le bain de colle. 11 écartait ensuite avec la main gauche les feuilles les unes des autres pour faciliter l’introduction de la colle entre elles.

Sortant ensuite le paquet du bain et le tenant au-dessus de la chaudière, il laissait écouler la colle, ce qui imprégnait le bas des feuilles.

Saisissant ensuite le paquet de la main gauche et le trempant pour la seconde

fois, l’ouvrier produisait sur la droite un mouvement d’éventail, comme il

l’avait fait d’abord sur le côté opposé.

Quand il jugeait le papier suffisamment saturé, il remettait les paquets au presseur qui les empilait les uns sur les autres sous la presse, en y interposant de temps à autre un feutre.

L’action de la presse faisait en môme temps entrer la gélatine dans l’intérieur et exprimer le superflu qui rentrait par des rigoles dans la chaudière à colle.

Avant l’étendage, on séparait les feuilles les unes des autres à l’aide d’un instrument en bois nommé ferlet. Cette opération était facilitée par de l’alun ajouté à la colle.

Le séchage avait lieu dans de grandes salles. On suspendait les feuilles de papier une à une sur des cordes ou sur des liteaux et on les exposait à un fort courant d’air. L’atelier était très à jour, accessible à tous les vents.

On abandonnait ainsi à la nature le soin de sécher le papier, mais, par suite, les variations atmosphériques gênaient souvent l’opération.

Le colleur avait pour tâche de bien imprégner son paquet de papier dans tous les sens. Pour faciliter son travail, il pouvait user de trois moyens :

Employer la colle plus chaude, ce qui la rendait plus liquide et plus apte à pénétrer entre les feuilles.

11 pouvait encore ouvrir les pores du papier en le chauffant préalablement pourvu qu’il disposât d’un séchoir à air chaud.

KNCYCLOP. CHIM.

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Il pouvait enfin laisser séjourner le paquet de papier plus longtemps clans la gélatine. Le papier y prenait la température du bain et la colle s’ouvrait ellemême son chemin.

Quoi que fit du reste le colleur le plus habile, il ne pouvait prétendre que ses feuilles fussent imprégnées autant à une extrémité qu’à l’autre. C’était au presseur à faire disparaître ces inégalités.

Il fallait pour le travail de la presse, non seulement beaucoup d’attention, mais il fallait opérer d’abord graduellement, puis augmenter peu à peu la pression. Une pression très forte dès le commencement eût chassé le superflu de la gélatine, sans la faire entrer dans les parties les moins imprégnées.

La bonne répartition de la colle était donc le but du pressage. Le temps qu’il fallait au papier pour se pénétrer de gélatine servait de guide au presseur.

Plus ce temps était long, plus il s’appliquait à commencer par une pression légère et plus il augmentait à la fin de l’opération. L’emploi d’une pression graduée assurait donc la répartition uniforme de la gélatine et en même temps un v séchage bien régulier.

C’est dans le mode de séchage que résidait le principal secret de tous ceux qui savaient produire du papier bien collé. Il arrivait souvent, en effet, qu’un papier peu imprégné de colle était souvent mieux collé que celui qui contenait une quantité double de gélatine, mais qui avait été mal traité ensuite soit au pressage, soit surtout au séchage. On ne doit pas perdre de vue, en effet, que le collage animal est un collage fixé à la surface du papier.

En imprégnant et en pressant, on tend à coller la masse entière du papier.

Le séchage, au contraire, doit enlever l’eau de dissolution et attirer la colle à la surface de la feuille.

Ce phénomène se produit aussitôt que le liquide de la surface est évaporé. Mais, si cette opération se fait en même temps dans l’intérieur de la feuille, la gélatine y reste enfermée et le collage se trouve inégal et défectueux.

On voit donc qu’il est très important de prendre toutes les précautions possibles pendant le séchage. Au fur et à mesure que le papier sèche, l’air absorbe l’humidité jusqu’à saturation; une fois arrivé à ce point, il n’y a plus d’évaporation. Pour rendre l’opération continue, il faut ou renouveler fréquemment l’air ou le chauffer.

Les anciens fabricants se contentaient de faire entrer dans leurs séchoirs des courants d’air qu’ils réglaient au moyen de fenêtres à persiennes que l’on ouvrait ou fermait suivant la direction et l’intensité des vents. C’était là encore opérer dans de mauvaises conditions.

Aujourd’hui, on remplace ces moyens primitifs par l’emploi de ventilateurs ou d’aspirateurs qui assurent un renouvellement constant de l’air du séchoir.

Le papier humide peut être considéré comme un corps poreux dont les cellules forment une série de petits tubes remplis de gélatine liquide.

L’air en passant avec une certaine vitesse sur la feuille, pulvérise et dissout l-es parties liquides qui se trouvent à l’extrémité de chaque tuhe, en produisant un vide partiel dans ce tube et en faisant monter à la surface une nouvelle goutte de liquide; cette opération se continue ainsi jusqu’à complète évaporation.

Cette eau à mesure qu’elle s’évapore dans l'air abandonne à la surface de la feuille la portion de gélaline qu’elle tenait en suspension. Tels sont les phénomènes qui se manifestent dans cette partie de l’opération industrielle.

Ajoutons, avant d’indiquer les dispositions mécaniques usitées aujourd’hui, surtout en Angleterre, que les matières employées dans la préparation de la colle animale ou gélatine sont les rognures de peau non tannées provenant des ateliers de corroyage et de bourrellerie, les tendons, les cartilages et plus particulièrement les pieds de mouton, de chèvre et de chevreau.

Nous venons de voir que le collage à la gélatine s’effectue difficilement, mais aussi que son emploi donne au papier de luxe une valeur telle, que les Anglais n’ont jamais voulu l’abandonner et qu’ils sont parvenus à l’exécuter à la suite de la machine.

Nous allons voir que leur procédé consiste à faire passer le papier séché comme à l’ordinaire dans la colle, puis à. le sécher à nouveau à une température ne dépassant pas 25 degrés, afin que la colle ne soit pas altérée.

On y parvient en faisant parcourir aux feuilles une très grande étendue sur un grand nombre de tambours dans lesquels tournent des ventilateurs qui projettent de l’air chaud.

Pour travailler dans de bonnes conditions, il convient que le papier soit collé avant son passage dans l’appareil de séchage et d’une manière continue.

Le réservoir à colle où le papier est imprégné doit être placé dans l’axe de la machine et correspondre à la dimension des presses, de manière que la bande de papier soit baignée sur toute sa largeur.

Le papier doit plonger dans la colle, y cheminer quelque temps et n’en sortir qu’après saturation suffisante. Il est conduit dans la colle au moyen de deux rouleaux en bois ou en cuivre placés de façon à tremper dans le liquide au moins sur la moitié de leur circonférence. Leur écartement détermine la durée de l’immersion du papier.

Le papier épais doit rester plongé plus longtemps que le papier mince pour se saturer. Il faudrait, en réalité, pouvoir varier l’écartement des rouleaux. Mais, comme le papier épais se fabrique toujours avec une vitesse moindre, on peut laisser cet écartement fixe. La marche de la machine règle alors elle-même la durée variable de l’immersion.

La gélatine ne peut pas se préparer dans le réservoir de la machine où la colle doit avoir un niveau constant, et où le papier doit passer librement sur toute sa largeur. On place donc à côté un cuvier pour y préparer la colle, et par un tuyau, on amène la gélatine dans le bassin pour y entretenir un niveau constant.

Le cuvier doit être muni d’un appareil de chauffage à la vapeur pour liquéfier la gelée et entretenir la température du bain. Il doit en être de même pour le réservoir à colle.

Après l'immersion vient le pressage. Au lieu de la presse à mains employée autrefois, on fait usage d’une presse à cylindres en cuivre.

Pour obtenir les divers desiderata d’un bon collage à la gélatine, on a fait successivement de nombreux essais.

On a d’abord cherché à introduire dans les dévidoirs de l’air chaud et sec.

L’air était chauffé dans „ un fourneau de construction spéciale, puis envoyé dans les dévidoirs au moyen d’un grand ventilateur.

Cet air était capable d’absorber beaucoup d’humidité, mais comme so n re no u vellemen t était insuffisant, il finissait, une fois saturé, par se fixer sur la feuille et empêcher le séchage au lieu de l’accélérer.

D’autre part, le local était si chaud que les ouvriers n'y pouvaient séjourner.

On rejeta bientôt ce système. Dans chaque tambour, on mit alors une roue à palettes tournant à grande vitesse, de façon à entretenir un fort courant d’air constamment renouvelé sur la surface du papier.

Puis, on plaça sous les tambours dévidoirs un groupe de tuyaux à vapeur par lesquels on fit passer l’air avant de l’amener aux ventilateurs. Dès lors, le séchage lut à l’abri des temps humides et froids.

On chercha ensuite à remplacer les tambours à claire-voie qui sont la partie la plus coûteuse de la construction, par des cylindres sécheurs semblables à ceux que nous trouverons bientôt danslamachine à papier.

Mais il est préférable de ne pas employer de cylindres en fonte chauffés à la vapeur pour le séchage du papier collé à la gélatine, parce que la grande chaleur des sécheurs vaporise l’eau à l’intérieur de la feuille, avant que les molécules de gélatine aient pu venir se fixer à la surface.

En un mot, la chaleur des cylindres chasse l’eau des pores sous forme de vapeur, tandis que le courant d’air renouvelé agit par dissosolution et par aspiration.

La machine à coller que nous allons décrire a été employée pendant de longues années par M. Jagenberg pour le collage des papiers fins; elle est généralement adoptée en Angleterre.

Cette machine est représentée (fig. 49 et 50) qui donnent une coupe longitudinale et un plan de l’ensemble.

Les parties principales qui la constituent sont :

M Cuves à gélatine.

N Sécherie à air chaud.

O Sécheur de réserve.

La machine à tremper comprend: les cuves à préparer la gélatine, le réservoir où passe le papier, la presse et les rouleaux conducteurs.

Les cuves à préparer la gélatine sont placées latéralement à la machine. Elles sont figurées sur le plan en M. En élévation elles ne sont pas indiquées; on doit les mettre assez haut pour pouvoir écouler dans le réservoir jusqu’à la dernière goutte de leur contenu.

Il est bon d’avoir deux cuves, l’une pour la gélatine qui se consomme, l’autre pour celle que l’on prépare.

Les cuves en bois sont les plus convenables parce qu’elles maintiennent bien la chaleur. Leurs dimensions sont calculées suivant la quantité de papier que produit la machine. Pour fabriquer par jour de 4.000 à 5.000 kilogrammes, on peut employer deux cuves contenant chacune 350 litres.

La cuve munie d’un tuyau de vapeur en cuivre est remplie de gélatine; on doit la laisser se prendre en gelée avant de l’employer au collage.

Quelques fabricants la prennent toute liquide et chaude au sortir de la chaudière et cherchent à économiser ainsi les frais de liquéfaction ultérieure, mais ils perdent l’avantage de savoir si leur colle a bien la force nécessaire, ce que l’on ne peut constater que sur de la gélatine en gelée.

On ajoute en général de l’alun à la gélatine liquéfiée. Cet alun enlève à la colle une partie de sa propriété poissante.

Lorsque l’on presse énergiquement, il arrive que des filaments de papiers se collent aux cylindres, on dit alors que le papier peluche, c’est un défaut qui peut donner lieu à des déchets. Pour atténuer ce défaut, on augmente la dose d'alun et la colle devient moins poissante. La pratique seule indique la quantité d’alun que l’on doit employer.

Pour les papiers plus tins qui doivent avoir plus de satinage et de brillant, on doit ajouter du savon blanc ordinaire. On obtient ainsi l’avantage de donner à la colle la blancheur parfaite au lieu de la teinte jaune qu’elle possède ordinairement.

Le papier conserve donc après le collage la nuance qu’il a au sortir de la machine à papier, ce qui est très important pour certains papiers.

Lorsque le mélange est fait, l’ouvrier à soin de lui donner et de lui conserver la température voulue, variable suivant la qualité du papier fabriqué.

La colle bien chaude pénètre mieux dans les pores; pour les papiers à lettre, on l’emploie donc plus chaude que pour les papiers ordinaires. La température convenable varie entre 40 et 75 degrés centigrades.

Quand la colle est préparée on la laisse s’écouler dans le réservoir. La limpidité du produit exige qu’on attache à l’extrémité du tuyau qui amène la colle, un sac à filtrer.

Le réservoir en bois est figuré en m. L’ouvrier doit pouvoir y faire passer aisément le papier. Pour cela, l’arôte supérieure du réservoir est à 1 mètre seulement au-dessus du sol.

La longueur du réservoir doit être suffisante pour que le papier se sature de colle jusqu’à l’intérieur, quelle que soit la vitesse de la machine. La distance entre les deux rouleaux en cuivre ou en bois recouverts de feutre a et h limite la durée de l’immersion. Leur écartement ne doit jamais dépasser lm,50; ordinairement 1 mètre suffit.

Lorsque l'on veut dépasser l’écartement de 1 mètre, on doit soutenir le papier par un rouleau intermédiaire afin de l’empêcher de se déchirer.

Pour que le bac puisse recevoir l’excédent de colle que la presse exprime du papier, il est bon d'en augmenter la longueur de 0m,50 environ. La colle retombe alors directement dans le bac. On doit avoir le soin de lui donner un peu de profondeur pour qu'il puisse contenir une quantité de colle suffisante, pour que la température s’y maintienne au degré voulu et pour que le fond soit à 20 centimètres environ au-dessous de la bande de papier. Cet espace sert à recevoir les impuretés que la colle peut contenir. Si elles étaient entraînées, elles produiraient sous la presse des trous et des taches. Pour éviter cet inconvénient on nettoie le bac de temps en temps. On filtre la colle ainsi recueillie, puis on la reporte dans la cuve à préparer la gélatine.

Il est très important pour obtenir un bon collage de maintenir le papier à une température convenable. Le papier chaud boit mieux la colle que le papier froid. Pour régulariser ce point du collagë on emploie le sécheur p.

Ce sécheur est construit, ainsi que nous le verrons bientôt, comme les cylindres sécheurs de la machine à papier, avec cette différence qu’on peut y introduire à volonté de la vapeur ou de l’eau froide. Dans le premier cas on chauffe le papier, dans le second on le refroidit. Si l’on trouve que le papier n’absorbe pas assez de colle, bien que cette dernière soit assez chaude, on introduit de la vapeur dans le cylindre régulateur.

Cet appareil est presque toujours employé pour les papiers à lettre. Lorsqu’il s’agit d’autres papiers qui n’ont pas besoin d’un collage aussi soigné et qui sortent trop chauds des cylindres sécheurs, on introduit dans le cylindre régulateur de l’eau froide pour en abaisser la température.

La presse est figurée en c. Les rouleaux doivent avoir un grand diamètre. Si on veut les entourer de feutre, il suffira de les faire en fonte ; mais les enveloppes ont leurs inconvénients, elles ne sont jamais assez égales de tissu pour répartir uniformément la colle. Elles ont de plus une surface rugueuse, ce qui fait souvent pelucher; elles ne conviennent en un mot que pour les pâtes ordinaires.

Pour les cylindres à nu, on ne peut éviter l’emploi du cuivre ou du bronze à cause delà rouille.

Ces cylindres doivent être parfaitement dressés pour assurer une uniforme répartition de la colle. On doit les entretenir avec beaucoup de soin et n’y tolérer ni bosses, ni autres irrégularités.

Les creux des cylindres produiraient sur le papier des places retenant plus de colle, ce qui donnerait lieu à des taches. Une bonne presse en bronze bien poli, produit un papier satiné, ce qui est un très grand avantage quand il s’agit de papiers minces de qualité moyenne, car on peut souvent, dans ce cas, se dispenser du second satinage et par suite réaliser une réelle économie.

Au sortir de la presse c la feuille de papier se rend enfin dans la sécherie N.

Cette sécherie se compose d’un nombre variable de tambours à claire-voie. On peut en employer de 50 à 80. La feuille de papier circule successivement de l’un à l’autre de ces tambours sécheurs avant d’arriver à la machine à découper. Dans les tuyaux VV' situés en contre-bas, circule de la vapeur des-

ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE

tinée à chauffer l’air que mettent en mouvement ;les ventilateurs à ailettes renfermés dans les tambours T.

La feuille ainsi graduellement desséchée quitte enfin la sécherie pour se rendre souvent sur un sécheur de réserve O, puis finalement au coupeur mécanique. Le système de transmission qui fournit le mouvement à tout l’appareil est figuré en XXX.

Au sommet du bâtiment de la sécherie se trouvent des cheminées d’aérage, au centre desquels on peut très utilement installer nos aspirateurs insufïïateurs à vapeur surchauffée que nous avons décrits ailleurs (1).

Bien que nous ayons été obligé dans cette description d’intervertir en partie l’ordre des opérations de la fabrication, puisque nous avons dû supposer la feuille déjà fabriquée et sortant de la machine à papier avant d’arriver à la cuve à colle, nous avons cru cependant devoir agir ainsi, pour décrire les opérations du collage dans leur ordre chronologique.

Nous allons maintenant reprendre la succession logique des opérations en parlant du collage végétal.

COLLAGE VEGETAL

Les premiers essais du collage des pâtes en cuve datent du commencement du siècle.

Ce fut d’Arcet qui, le premier, proposa une formule pratique pour l’emploi d’une colle végétale. La composition de son mélange était la suivante pour 100 kilogrammes de pâte sèche :

KIL

Fécule ou amidon . 12

Résine dissoute dans 500 grammes de carbonate de soude . 1

Eau . 315

Mais les papiers ainsi fabriqués manquaient de ténacité; d’Arcet modifia le dosage et-indiqua :

KIL

Pâte sèche . . 100

Colle de Flandre . 4

Savon résineux . 8

Alun . 8

D’après Payen, le savon résineux se prépare en broyant et tamisant tout d’abord 150 kilogrammes de résine ou de colophane. Cette résine est traitée à chaud par une lessive caustique obtenue en mélangeant 75 kilogrammes de cristaux de soude, 375 kilogrammes d’eau et 12 kilogrammes de chaux. L’eau de lavage et de chauffage à la vapeur augmentent de 150 kilogrammes la proportion d’eau, et l’on obtient 750 kilogrammes de savon résineux après une demiheure d’ébullition.

(I) Le Sucre , par Paul Charpentier (Encyclopédie chimique), p. 249.

Le savon ainsi préparé ne serait pas facilement délayable dans la pâte. Alors on en dissout 75 kilogrammes dans 500 kilogrammes d’eau tiède renfermant 20 kilogrammes de fécule, dont tous les grains se gonflent considérablement dans la solution amenée par un barbotage de vapeur à la température de l’ébullition.

Le liquide ainsi produit est introduit dans la pile même, et lorsqu’il y a séjourné un quart d’heure, on le mélange bien et on y ajoute une solution d’alun pour former une colle imperméable insoluble. Les proportions suivantes sont souvent employées :

Pour 50 kilogrammes de papier fin et 950 litres d’eau, on ajoute environ 37 litres de colle préparée que l’on précipite avec 2 kilogrammes d’alun.

Lorsque l’on veut produire des papiers plus fortement ou plus légèrement collés, on augmente ou on diminue les proportions précédentes.

D’après M. Planche, pour dissoudre 100 kilogrammes de colophane, on fait bouillir pendant 3 ou 4 heures dans 210 kilogrammes d’eau 16 kilogrammes de sel de soude à 80 degrés, avec 8 kilogrammes de chaux. On laisse déposer, on tire à clair, puis on met cette lessive caustique dans la chaudière destinée à faire le savon résineux. La résine concassée y est projetée peu à peu, en même temps on agite constamment avec une spatule et l’on fait bouillir jusqu’à parfaite dissolution pendant quatre ou cinq heures environ.

On doit chauffer avec précaution pendant les premières heures pour empêcher que le savon résineux ne monte par-dessus les bords de la chaudière.

Pour employer le savon résineux quand on n’y. mélange pas de fécule, on en délaye une partie dans 20 parties d’eau chaude. On laisse déposer cette solution pendant une heure ou deux; puis on la soutire au fur et à mesure quand on en a besoin.

Si l’on veut y mêler de la fécule, on soutire la dissolution de savon dans un cuvier placé au-dessous, puis on y mélange ensuite la fécule qui a dû être auparavant bien délayée dans l’eau tiède et passée au travers d’un tamis très fin.

Dès que la fécule est mêlée au savon résineux, on doit la faire bouillir pendant environ une demi-heure, en ayant soin de toujours spatuler.

La proportion de fécule ajoutée est ordinairement de 2 parties de fécule pour 3 parties de colophane, mais cette dernière proportion est variable suivant la qualité du papier.

Lorsque la pâte est bien imprégnée de colle, on la précipite avec de l’alun, comme nous l’avons précédemment indiqué.

On a proposé divers autres modes de collage végétal. Par exemple, M. Liesching affirme qu’il n’est pas indifférent d’employer d’abord l’alun, puis ensuite la résine. 11 ajoute que l’encollage obtenu est bien meilleur si l’on emploie d’abord l’alun, pour ensuite le faire suivre par la colle de résine. 11 paraît que la pénétration de l’alun dans les pores du papier se fait ainsi d’une façon plus complète.

Enfin, on a proposé l’emploi de la gomme-laque blanche et du borax. L'opération se fait de la façon suivante :

Dans une certaine quantité d’eau variable, chauffée à l’ébullition, on met 40 grammes de gomme-laque, que l’on remue bien avec une spatule en bois, puis on ajoute 8 grammes de borax, qui transforment la gomme-laque en colle.

ENCYCLOP. CHIM

ENCYCLOPEDIE CHIMIQUE

Plus on met de borax plus la colle est liquide; le borax contribue à la faire pénétrer dans la pâte du papier.

Ordinairement 30 litres d’eau suffisent pour dissoudre 250 grammes de borax ajoutés à 1.200 grammes de gomme-laque. Cette colle une fois cuite se conserve longtemps sans altération.

On voit en résumé que plusieurs formules, plusieurs compositions sont employées pour le collage végétal. La préparation de la colle est généralement regardée par les fabricants comme une opération très importante ; chacun d’eux a sa manière de faire qu’il divulgue difficilement.

Quelquefois on emploie un collage mixte comprenant les proportions suivantes :

Gélatine . v . 2

Fécule . . 4

Résine . 2

Kaolin . 2

La quantité de kaolin d’ailleurs peut être variable suivant la nature des pâtes et des papiers à fabriquer.

Il est généralement préférable de n’employer une colle qu’autant qu’elle est fabriquée depuis un certain temps.

Le sulfate d’alumine peut être avantageusement substitué à l’alun. Si l’alun est reconnu comme étant légèrement ferrugineux, on le purifie par l'addition d’une certaine quantité de cy^t no ferrure de potassium. Si la proportion de fer est trop forte, il faut renoncer à l’emploi de l’alun dans les papiers blancs ou teints de couleurs tendres.

La fécule employée doit être parfaitement blanche et pure. La fécule verte offre plus de garanties de propreté ; elle expose moins aux grumeaux qui forment tache sur le papier.

L’emploi de la fécule a pour objet de rapprocher et d’unir les fibres du papier, de le rendre plus dense, plus ferme et moins spongieux.

Les eaux séléniteuses s’opposent à la réussite de l’encollage. Les sels de chaux et quelques autres, en présence du savon résineux, échangent leurs acides et leurs bases, et donnent pour produit un précipité non collant qui ternit la blancheur du papier et augmente les difficultés ultérieures de la fabrication.

Dans ce cas, on peut employer le moyen que nous avons cité précédemment, c’est-à-dire verser l’alun le premier dans la pile.

L’emploi d’une dissolution de verre soluble est d’un très bon usage pour transformer les sels contenus dans les eaux douces en des composés incolores et sans action sur la colle résineuse, comme sur les matières colorantes.

Il arrive parfois que la colle fournit une grande quantité de mousse. La cause peut en être attribuée à la colle elle-même qui n’est pas assez cuite ou trop nouvellement faite, aux défilés mal lavés, à certaines couleurs dont la pâte est empreinte, enfin à la nature des eaux.

On peut remédier à cet inconvénient par l’addition dans la pile d’un peu d’huile d’œillette, mais il faut ne le faire qu’avec beaucoup de ménagements.