CA2218904A1 - Support fibreux pour un produit abrasif couche et produit abrasif incorporant un tel support - Google Patents
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Abstract
A fibrous substrate for making a coated abrasive article, containing urea or a mixture of urea and at least one hygroscopic material, particularly a mixture of urea and an inorganic salt, and especially of urea and sodium nitrate, is disclosed. Coated abrasive articles consisting of said substrate and abrasive grains adhered to one side thereof by means of at least one adhesive layer are also disclosed. Furthermore, the use of urea, or of a mixture of urea and another material as defined above, for preventing curling in a fibrous substrate during the production of a coated article, particularly a coated abrasive article, from said substrate, is disclosed.
Description
CA 022l8904 l997-ll-l2 W O 97/35687 PCTn~R97/00519 SI~PPORT FIBREUX POUR UN PRODUIT ABRASIF COUCHE ET PRODUIT ABRASIF
~CORPORANT UN TEL SUPPORT
La présente invention cn~ P un support fibreux pour un produit abrasif couché et le produit abrasif iUcul,JL~ldll~ un tel support.
L'invention cm~ aussi l'l filic_*~n~. d'un tel support pou~ la f_hr~r~tinn d'un produit abrasif e ouché ainsi que le procédé de r.h. ;L ~ dudit support On désigne, au sens de l~iIIVHILiOII par "abrasif couché'', un produit abrasif coulr,lH~l~ un support fibreux sur l'une des faces duquel des grains abrasifs sont ~
On connaît des produits abrasifs c ouchés utilisés sous forme de feuilles, de bandes sans fin ou de disques pour poncer ou abraser des pièces en bois ou métal L'abrasion peut se faire à sec ou en rnilieu humide.
La figure unique, jointe au présent mémoire, IGples~ G en coupe un produit abrasif couché
q~e En IGrGl H lL e à cette ffgure on notera que de tels produits abrasifs conlyle~ ~lL en général un support (1) sur lequel a été déposee une couche d'H nnll~J~ (2) puis des grains abrasifs (3) recouverts d'une couche de surcollage (4). On peut é~ H~l ajouter sur la couche de aul~lla~5G (4) une autre couche dite couche de supercollage qui est une couche anti-H~ c .. .
~f IUlHl ll,l par exemple des cires, du stéarate de ~inc.
EV~n~ l Ie produit abrasif peut co..~c,-LL;- d'autres couches ayant une fonction spéciale,parexempleunecouche ~nti-t~~tirlue~ IH~ ( desagents-~ 1 ;f1~r~c, rescouches etant ~iicrrJs~ sur les couches y-~ ~k.,~ ou entre elles ou au dos du support.
Le support (1) peut être une toile, un papier, un non-tissé ou un support à base de fibres v ~ ..ic~5 ces supports pouvant être I ' pour avoir de meilleures ~ J~ UP~
,u.~ ,~ On peut aussi associer un papier avec un film polyrnère ou une couche POIYIIIGIG
extrudée comme décrit dans le brevet US 5286541 pour eviter le riprh~ t~;e des bords du produit abrasif lors de son llfiiic~tinn En outre le support peut CuulyOlL~;I des agents On dépose sur ce support, la couche d'H.- ~ ~ (2) par un moyen a,~yluy~;é de 'J~UI I l~;S,. tel que le o~,. i. .g,. aux rouleaux ou l'hélio~dvu.t;.
La couehe d'enr~ (2) ~it ~.. ~- souvent par l'Homme du metier sous le vocable angiais "make coat " est une ~ q~ , de ylGrGlGII~ réalisée en milieu aqueux, CUIIIYIGI~ un adhésif durcissable qui peut être une colle naturelle comme la ~,elatine ou des résines synthH~
telles que les résines l)hH.n~ uree-formol, ~ de~ p~slyu-~l-a-lGa, époxy, alkydes, acryiiques ou leurs ""~ ~ adhésif auquel on ajoute le plus souvent une charge, en particulier une charge minérale telle que le UdlllUlldLG de calciunL la cryolite. Elle peut ~ ~q~
aussi *autres additifs comme par exemple des pl~ctifi~ntc des cok--;...~-; des agerlts de mn .ill~g(~ des produits ~
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) CA 022l8904 l997-ll-l2 W O 97/35687 2 PCTn~R97/00519 Sur cette couche (2) non sechée, on applique les yains abrasifs (3). Ces grains peuvent être deposes par L~t;l ~-~ moyens, n.. 1 .. ~. 1l par gravité ou par dépôt elel,l,u ,l~Lique Ces grains peuvent être choisis n~ parrni l'oxyde d'alurninium, le carbure de silicium, le grenat, I'émeri, le nitrure de bore cubique ou encore l'oxyde de ~ UlIiUIII; ces deux derniers sont les plus abrasifs. Les grains pevent être sous forme d'agrégats qui sont composés de grains ~Jom~rés7 ces agrégats ayant une plus longue durée de vie.
L'Homme du métier choisit la nature des grains selon la pièce à abraser.
Par ailleurs, ces grains peuvent avoir une yanulométrie choisie selon la surface à abraser et le niveau de polissage souhaité.
~bitl.ellamr~nt on classe ces grains selon la norme fixée par la FEPA (~ederation of European Producers of Abrasives); le grade pour un produit abrasif couché est une référence r~mmrlnç~nt par un P suivi d'un nombre inriirlll~nt le numéro de grain; plus le nombre est élevé, plus le yain est fin.
On peut déposer plusieurs types de grains en une ou plusieurs couches.
Selon une variante on peut déposer la composition (2) et les grains abrasifs (3) r~r~mhle s'ils ont été p~ n~
Le support ainsi enduit subit un premier séchage La résine de la cull~o:~iLion (2) est durcie lors de ce sechage.
Le séchage est gen~r~lr~mrnt réalisé dans un four à festons ou un four linéaire. Les trmrer~ res et les temps de séchage sont choisis par l'Homme du metier selon la nature de la composition (2). Le plus souvent ce ~ est fait selon des gradients de température et d'humidité le long du four; par exrmrle on peut sécher la couche (2) avec les grains (3) pendant 90 minutes entre 65 et 115~C.
L'étape suivante consiste à déposer une culllyosiLion de surcollage (4) qui est réalisée avec les mêmes composés que ceux utilisés pour faire la ~ ul.. po:.iLion d'enr~ll~ (2), la composition (4) étant c~ld~lL plus diluée que (2) afin de bien s'infiltrer entre les grains abrasifs (3), sans obli~ e...~.~ recouvrir entierement les grains. La couche (2) et la couche (4) peuvent être de natures . 1 ~ PC dilli;~ ~, on peut associer une couche réalisée avec de la gélatine et une couche avec une résine synthrtirlue. Cette couche (4) permet de l~llrUl~ei la fixation des grains et les grains eux-mêmes.
Le produit obtenu est alors séché à nouveau et la résine de la couche (4) est partiPIiem~t ou tot~lrmrnt durcie, selon la nature de la résine.
Les températures et les temps de séchage comrne pl~~ sont adaptés a la nature deIa couche. Par exemple, on peut sécher le produit entre 65 et 120~C, pendant 90 à 140 minutes, dans un four à festons.
CA 022l8904 l997-ll-l2 W O 97/3S687 3 PCT~R97/00519 En général, après ce deuxième passage dans le four, le produit obtenu est rnis en bobine, appelée en terme de métier "bobine jumbo".
Ces bobines sont ensuite sonmic~c a une étape suppli;~lcllL~ile de post-réticulation selon la nature de la résine des couches (2) et (4). Ainsi, dans le cas des résines ~ ...r,.lurcissables, par S exemple les résines ph~loliL~ue.~" elles sont traitées afin de réticuler totalement les couches (2) et (4) en portant les bobines à une température d'environ 100 à 130~C pendant plusieurs heures, généralement de 4 à 72 heures.
Dans le cas des résines pour lesquelles cette étape de post-réticulation n'existe pas, par exemple dans le cas des résines urée-formol ou de la gelatine, le séchage et le durriccpm~nt sont romrlrltr~n~nt réalisés durant le deuxieme passage dans le four.
On laisse ensuite refroidir la bobine, par exemple jusqu'à 40~C.
Après ce tl;~ thermique sévère il faut reconditionner le verso (face ne Culll~OI ~l~ pas les grains abrasifs) de la feuille de produit abrasif en la debob~ pour la mouiller avec de l'eau c~ evrnt~ellemr~nt des additifs ou avec de la vapeur d'eau et on l'enroule à nouveau sous forme de bobine. On laisse ainsi la bobine un certain temps afin qu'elle se réhnmirii~e bien et que I'équilibre soit atteint.
Dans une etape suivante, le produit abrasif peut être soumise à une étape dite de ''flexage"
~in de i~ccouriir et de ledo~l du mordant aux grains abrasl~.
Le fiexasge se fait rl~csiquempnt par dél.,ula~,~ de la feuille bobinée et passage sous une barre selon certains an~sles puis remise en bobine.
Les bobines sont ensuite découpées, si n~c~ , au forrnat désiré n~ ~1 SOUS forme de disque, feuille ou bande.
Le support (1) est fabriqué à part, dans une première étape.
Dans le cas où il s'ag,it de papier, le papier est fabriqué à partir de fibres de cellulose, en mélange évpnh~eiirmpnt avec des fibres 5ynthPtiqllRc et il co...po.Le en général un agent de collage et évPnh~-ell~mnt d'autres additifs .-i~cci~lu~c utilisés en papeterie comme un agent de rRcict~nrP
humide.
Le grammage du support dépend de son ~ ic~ti~n Pour faire des abrasifs en feuille dits abrasifs minces, le support a un gl~ .. dge situé entre environ 90 et 150 g/m2. Pour faire des abrasifs en bande dits abrasifs lourds, on utilise des supports plus denses entre environ 220 et 300 g/m2.
Actuellement l'un des inconvénients majeurs ICI~CVl~ S lors de la fabrication de ces produits abrasifs est que la feuille se déchire ou casse etJou présente du roulage lors de son passage dans les fours. De même lorsqu'il faut bobiner le produit abrasif après son passage dans les fours à
CA 022l8904 l997-ll-l2 W 097/35687 4 PCT~FR97/00519 festons, il se déchire et peut même se casser du fait qu'il présente un ''roulage'' important. Les abrasifs dits minces ont une t~ au roulage encore plus ilupcllL~lL~ du fait de leur j~;ldllllll;~
plus faible que les abrasifs dits lourds.
Le ''roulage'' est souvent désigné en terme de métier sous le vocable anglais "curl" et signifie ici que les bords de la feuille se Coull/ellL, s'enroulent.
De ces problémes il en résulte une pro~ctit~n importante de déchets et un r~lPnticsPmPnt de la fabrication du produit abrasif.
En effet de manière génerale, lorsqu'on est conduit à coucher ou enduire de façon dissyrnPtnq~e un support fibreux, n..lzt....~..l à base de fibres de cellulose comme le papier, sensible à la chaleur et à l'hllmi~litR on peut observer des problemes de roulage du produit couché, n.. L;.. I._.. ~ lorsqu'il a été soumis à haute température. C'est pourquoi, I'invention vise aussi la solution de ce problème plus général.
Dans le dom~inQ des ~br~cif~ par exemple, pour remedier à cet inconvénient, un moyen peut être d~u..pr~er le support fibreux d'un latex.
~._..... ,;.. ~ I'utilisation d'un latex conduit a un surcoût du produit car les latex sont des produits assez chers. Par ailleurs, il est difficile de recycler un papier ;~ é de latex, un tel papier n'étant pas ou tres diffinil~mpnt ~~ulpable en m~nhinP à papier.
Un autre moyen connu pour améliorer la stabilité ~lim~ncicmnplle des papiers est de traiter le papier avec des rétenteurs d'hl.mi.li~ comme le sorbitol, les polyéthylène glycol ou la glycérine.
20 Cependant ces produits ont une efficacité ili~-l~C,--IlP dans le cas des produits abrasifs couchés comme montré ci-après dans les ~ 'C
Un autre inconvénient lors de la fabrication des abrasifs couchés est que l'étape de reconditinnnPm~nt dure assez lon~,Lc.~l~s, la bobine se rphllmiflifi~nt 1~..1~..,_., 25 L'invention vise à ~e:~uud-~ Ies il~.. v~ cités ci-dessus.
Le premier but de l'invention est donc de fournir un produit abrasif couché sans problème de roulage.
Un second but de l'invention est de fournir un produit abrasif couché se ~~ol~liLionnant plus r~pitlPmPnt que les abrasifs actuels.
La Dc~ldelc~e a trouvé de fac,on SUI~ICI~I~C que par l'intro~nti-~n d'urée ou comportant de l'urée et un autre produit hygroscopique dans un support fibreux, à base de fibres de ~~ o5P
on diminue ro-Lt:lllcllL voire on su~ le le problème de roulage du produit couché et on contribue à ~iiminllpr r;,.~.lle ~L les risques de voir les produits se casser lors de leur l . ;.. .~r ,~ n De plus les bobines de produit abrasif couché se l~ jonnPnt plus r~pidPmPnt Par ailleurs, ce support a une bonne flPYibilh.o et peut être utilisé en par~iculier pour l'abrasion n~Rsc;~ un produit abrasif flexible, en par~iculier pour l'abrasion à sec.
W O 97135687 5 PCT~R97/00519 Pléçclr~lLiellement~ le support fibreux Co~ rcrlLc, en poids, au moins 2% d'urée ou du mélange d'urée et d'un autre produit à caractère h~oscopique. En fait la quantité utile en urée ou en urée et de l'autre produit à caractère hy~v~ irluP dépend Ctl4;l Hllll-l ~t du ~dn3l,.a~;* du S support. Ainsi pour des applications mettant en oeuvre des supports de ~al~l.. d~,a inférieur à 150 ~31m2, cette quantité sera av~nt~ucPm~nt d'au moins 5 % . Et plus préférentiellement, le support comporte, en poids, au moins 15 % d'urée ou du mélange d'urée et d'un autre produit a r-al~r-Lèle hy~;roscopique dans le cas d'un support de gldll~l~a~,c inférieur à 150 g/m2. De préférence, le support ne cum~rcrlLe~ pas plus de 30 %, de ~rlcrclellce encore pas plus de 25 %, en poids d'urée ou de mélange d'urée et d'un autre produit hygroscopique.
Plus particulièrement le produit à caractère l.y~os~ique est choisi parmi le nitrate de sodium, le chlorure de sodium, les polyéthylene glycol, le chloiure de calcium.
De plérr_lèllr~e le produit à wld~;tclé h~/~rJsr~v~ique est le nitrate de sodium et en particulier le rappo t, en poids, urée/nitrate de sodiurn est supérieur à 1,5 et plus plcrélr~ m-pnt égal à
3,4.
PlérclralLir~,llPml~nt le support fibreux (1) se ~Id~,Lél;..t: en ce qu'il est une feuille de papier ou d'un non-tissé à base de fibres de c~ se eventuellement en mélange avec des fibres 5ynthr;tir It~r~s et qu'il comporte au moins un agent de collage en masse.
Selon un CdS particulier de l'invention, le procédé de fabrication du support fibreux (I) pour un produit abrasif couche se ~ldu~e~l;se en ce qu'il comporte les étapes suivantes:
- sur une machine à papier, on forme une feuille à partir d'une sUcppncion aqueuse colll~ulL~lL
des fibres de cellulose et éventuellement des fibres synthetiquec~ au moins un agent de collage en masse et éventuellement des adjuvants ri~Cciqups de papeterie, - on sèche la feuille obtenue, - on Illl~lèglle la dite feuille en presse enrnllPuce avec une cull~o~iLion comportant des compospc tels que decrits pl~.l- ....1~.l un agent de collage de surface et évent~ lPm~nt d'autres additifs tel q'un agent ~.III;lllOlljcP, un agent l~ e~il de la viscosité et - on sèche le support ainsi obtenu.
Plus particulièrement, un procédé de fabrication d'un produit abrasif couché colllyrelld les étapes suppl~mRnt~ire5 dans lecq~ Ps - on applique sur le support fibreux une couche d'~nrnll~ s (2) th* Il,o-~ ;cc~ble - on applique, sur la couche (2) non séchée, des grains abrasifs (3) par des moyens conVPntir,nnPIc tels que le dépôt pargravité, par ele~l"~l ~I;cm~
- on sèche et l h_. " ,. .1. .l ~,;L la couche (2) avec les grains (3), - on applique une couche de sur~ncn~ 4) Lh~ll.,o.l.lrcissable, CA 02218904 1997-ll-12 W O 97135687 6 PCT~R97/00519 - on sèche et ~ iL la couche (4), - on bobine la feuille de produit abrasif couché, - on termine, lorsque le type de résine I 'impose, le th~....o. 1.... ~ ~C~ ~r des couches (2) et ~4) en rh~llff~nt la bobine dans un four vers 100 à 130~C, S - on laisse refroidir la bobine, par exemple jusque vers 40~C, - on débobine la feuille de produit abrasif couché pour la mouiller au verso (face ne comportant pas les grains abrasifs) avec de l'eau comportant évpntu~ mpnt des additifs ou avec de la vapeur d'eau et on la met en bobine, - on laisse ainsi la bobine se l~u.l.lilionner, - on fait subir à la feuille de produit abrasif couche une étape de flexage.
L'invention conceme aussi le produit abrasif couché ~.olll~olL~I- un support fibreux (1) ple~tll~l~ des grains abrasifs (3) assujettis à l'une des faces dudit support qui se caractérise par le fait qu'il comporte ledit support (1) tel que défini ~I~C~
En particulier il se caractérise par le fait que les grains abrasifs (3) sont ~Csuiettic à l'une des faces dudit support (1) par au moins une couche adhésive (2,4).
Le produit abrasif couché est réalisé de maniere h~hitlldle telle que décrite en détails ci-avant, des variantes n'étant pas exclues.
L'invention cnnrPmP également, selon une de ses autres ~ t;l;stiques ess~nti~lleAs, I'utilic::ltinn d'urée ou d'un mélange d'urée et d'au moins un produit à ~-~;Lè-~ h~45~Pi'l~ n-~lz1------~-l choisi parmi le nitrate de sodium, le chlorure de sodium, les polyéthylène glycol, le chlorure de calcium, comme agent destiné à éviter le roulage d'un support fibreux lors de l'élaboration d'un produit fibreux couché, ~ l d'un produit abrasif couché, à partir de ce support.
L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples non li..,;ti~;r.~ suivants:
EXEMPLE 1:
Realisation du support:
Sur une machine à papier de type forme ronde, on réalise un support papier comme suit:
30 On prépare une suspension de fibres de cellulose, ;. ~. .~c à 37~SR en milieu aqueux, à laquelle on ajoute en masse un agent de collage tel que du sulfate d'alumine et evenhl~ollemrnt un autre agent de collage, par exemple de la colophane. On r~gle le niveau de collage en masse du support de facon à obtenir la reprise so--h~it~ en la composition ci-dessous.
On traite la feuille obtenue, en presse ~nr~llle~ à l'aide d'une composition aqueuse réalisée 35 comme suit: on dissout à 4(?~C un agent rP~I~tPllr de viscosité, tel que la carboxyméthylcPllulc se (Ch~C) dans de l'eau, on y ajoute un agent de collage comme par exemple un alkylcétène dimère (AKD), et de l'urée. On peut éventuellement a~outer un agent uuSSe.
On sèche la feuil2e obtenue.
Le ~ a~7è du papier fi~ est de 12û g/mZ, la reprise, en poids sec, de la cu~ osiLion étant de 2û g/m2. Le support comporte donc environ 16,5 % en poids d'urée.
Réalisation du oroduit abrasif -On réalise un produit abrasif à partir du support plcc~ ll réalise.
On couche le support, à l'aide d'une barre de Meyer, avec une colllposiLion aqueuse d'encnll~ conventionnelle, Culllplèl~lL une résine LllelL~loduieis~able uré~formol et comme charge du carbonate de calcium. La teneur totale en solides de cette colllt,os,Lion est de 58%.
On ajoute de l'eau pour r~31er la viscosité à 2,5 Pa.s ~25û0 cps) à 25~C.
La quantité déposée est de 25 g/m2 en poids sec.
T.. ~ après le dépôt de cette com~o ,;Lion (2), on dépose, par ~ ~vhllé~l ;e, des grains abrasifs (3) conventionnels d'alumine (granulométrie P220).
La quantité déposée est de 100 g/m2.
On sèche le papier ainsi couché dans une étuve à 65~C, pendant 90 minutes, afin de sécher le papier et de reticuler partiellement la résine de (2).
Ensuite, on applique à la barre de Meyer, sur ce papier couché, une composition de surcollage (4), réalisée de la même fa~on que (2), mais elle a une viscosité de 1 Pa.s (1000 cps) à
25~C; la teneur totale en solides de cette composition est de 54 %.
La quantité (3) déposée est de 35 g/mZ en poids sec.
On sèche à nouveau le papier ainsi couché dans une étuve à 65~C, pendant 90 minutes, af~n de sécher le papier et de réticuler partiellement la résine de (4).
La feuille est sourmise à 120~C pendant quatre heures, afin de complèter le l~f.. n.l~.. cs.. ~.~ des couches (2) et (4) à la dureté so~lh~h~, EXEMPLE 2:
On réalise un support (1~ cornrne dans l'exemple 1 à la différence que la composition de presse rnrn1lellce comporte de l'urée et du nitrate de sodium, le rapport en poids ulée/lliLI~tè de sodium étant de 1,7. Ainsi on traite la feuille obtenue, en presse ~nr/~llrllcP, à l'aide d'une composition aqueuse réalisée comme suit: on dissout à 40~C un agent r~ll ~ell- de viscosité, tel que la carboxyméthylcellulose (CMC) dans de l'eau, on ajoute un agent de collage comrne par exemple un AKD, de l'urée, du r~itrate de sodium.
Ensuite on réalise un abrasif couché comme p CA 022l8904 l997-ll-l2 W O 97135687 8 PCT~R97/~0519 EXEMPLE 3:
On réalise un support (1) comme dans l'exemple 2 mais le rapport urée~nitrate de sodium est de3,4.
EXEMPkE 4:
On réalise un support (1) comme dans l'exemple 3 mais la reprise, en poids sec, de la ~,GI~posiLion est de 6,5 g/m2, le ~d~ a~ du papier fini étant de 120 g/m2. Le support comporte donc environ 5 % en poids d'urée et de nitrate de sodium.
EXEMPLE COMPARATIF S:
On realise un support comme dans l'exemple 3 mais la composition de presse ~nrnllPllce ne comporte pas d'uree ni d'urée avec du nitrate de sodium Ensuite on réalise un abrasif couché comme p,~e~
EXEMPLE COMPARATIF 6:
On réalise un support comme dans l'exemple 1 mais la composition de presse e~nolle~lse c.l.,~olLe du sorbitol à la place de l'uré~, la composition ne w~ olLe donc pas d'urée.
Ensuite on réalise un abrasif couché comme pl~-ed~
EXEMPLE 7:
On réalise un support comme dans l'exemple 1 mais la composition de presse Pn- olle ~ce comporte de l'urée et du sorbitol.
Ensuite on réalise un abrasif couché comme p,~... ~.
h'.XFMPLE 8:
On réalise un support comme dans l'exemple 3 mais la composition de presse ~nn~llylcP, comporte de l'urée et du chlorure de sodium.
Ensuite on réalise un abrasif couché comme p,é ;~-.",.
EXEMPLE 9:
On réalise un support comme dans l'exemple 3 mais la ~",~Ga;Lion de presse Pnrnlleuse comporte de l'urée et du polyéthylène glycol.
Ensuite on réalise un abrasif couché comme pl~Scl.. ~.
CA 022l8904 l997-ll-l2 W O 97/35687 9 PCT~R97/00519 EXE~DPLE 10:
On réalise un support comme dans l'exemple 3 mais la uomyoa;Lion de presse encolleuse comporte de l'urée et du chlorure de calcium.
Ensuite on réalise un abrasif couché comme p~
RESlnLTATS:
Pour tous les eY~mrleq, les .lu~ des culll~ùSe . de la CCIIII,UO .;Lion de la presse ~nn,nllP,llce sont mPntionnP~c dans les l;.h1 ~ 1 et 2, les ,1,1....1.1.~ sont eA},lh~es, pour 100g de la composition, en poids du produit c~,..l.llt:n_;al, l'extrait sec du produit étant précisé.
Dans les t~blf'~l'Y 1 et 2 sont aussi dormés:
- le ~ . i1... ~ des supports obtenus en sortie machine à papier, - la rigidité TABER des su~u,uolL~ obtenus en sortie machine à papier est ~ selon la norme Afnor NF 03-048, - le degré de collage des supports obtenus en sortie machine a papier est donné par le COBB
selon la norrne AFNOR NF EN 20 535, - la moyerme de la déchirure non amorcée des supports obtenus et .~,,,I;l;.~,,,,,~c à 50% d'hnmi~itR
relative (HR) et à 23~C, d~tt:l.llillée selon la norme Tappi 470 om-86, - le module d'élasticité en traction E, appelé module d'YOUNG, est déduit, par calcul, à partir de l'enregi~L.... ~.. L de la force F en fonction du puu.. ~.L~L~,e d'all.,.~gr~ f ~L/L réalisé d'après la norme ISO 1924/2 (1985), selon la ~ormule:
E(N/mrn2) = (~L/L) x (F/s) ~L: alln~ des épl~uv~Les~ en mm s: section des eprouvettes, en mmZ
L: lnn~~ r de l'e,u.uuv~ Le, en mm F: force de rupture à l'a~ ng.~ ,l en Newton, le module est donné pour le support condidwlllé à 50% d'h~lmi-~itR relative (HR) et à 23~C, pour le support juste après son étuvage pendant 2 heures à 120~C, le support ainsi étuve et rec~nrliti~-nné à 50%E~ et 23~C pendant 15 minutes, le support ainsi étuvé et l~o.l.LLiol~l~é à
50%HR et 23~C pendant 120 min~ltec - la tRnt~ant,R au roulage des ~Lrru~ produits abrasifs couchés conditionnés a 50%HR et 23~C, appréoiée vic~ llemRnt n ressort ~,la;.t,...~-L du tableau que les .~Y.~mplec 1 à 3 ainsi que les ~Y.?mplec 6 à 9 conviennent pour ,u,u,ur;ll.el le roulage du produit abrasif couché par rapport au support de base non traité. Par ailleurs l'exemple ~~ a.~ir 6 comportant du sorbitol non associé à l'urée ne convient pas.
WO 97/35687 10 PCTA~R97/00519 Il apparâît ~v;~ ; o~ que si le support de 120 g/m2 contient au moins 5% d'urée ou du melan~e d'urée et d'un autre produit à ~ L~;: c: h~o:,col~ique on obtient de bons résultats contre la l~ n. ~ au roulage de l'abrasif couché et que s'il en contient au moins 15% les résultats sont enco~e meilleurs .
De plus il apparaît que l'effet de 1'~ Cco-i~tion de l'uree et de nitrate de sodium et nnl ~ .. , .. -~ .I dans un rapport 3,4 donne les meilleurs résultats.
L'évolution du module d'YOUNG permet d'estimer la capacité du produit abrasif à se rPrnn.~itinnnPr rapidement. La valeur de ce module après un rPcnn-~hi.- ",~-.,~,l de 15 minutes et un recrn.~ihh. .. ~ .l de 120 minutes n'évolue que très peu pour les supports selon l'invention, ceci signifie que les supports ont atteint r~rirlPTn~nt leur équilibre.
W O 97/35687 11 PCT~R97tO0519 Forn~ nc et EXEMPLE 1EXEMPLE 2 EXEMPLE 3 EXEMP~E 4EXEMPLE
COMPARATIF
eau 44,7g 44,7g 44,7g 44,7g 44,7g agent ~ - de 0,3g 0,3g 0,3g 0,3g 0,3g viscosite: CMC
agent de collage: AKD
~Extrait sec:6,5%) 5g 5g 5g 5g 5g sorbitol 0 0 0 0 0 (Extrait sec: 70%) urée tf ~ S0g 31g 38,5g 38,5g 0 nitrate de sociium 0 l9g 11,5g 11,5g 0 Extrait sec de la 25% 51% 51% 51%
~. (g/m7 120 120 120 120 120 Reprise (g/mZ) 20 20 20 6,5 Rigidité TABER
sens marche 3,4 3,2 3 - 7,5 sens travers 1,4 1,1 0,8 - 3,5 Cobb eau, 2mn 34 34 34 - 30 Déchirure non amorcee 4,0 4,4 4,2 - 3,1 Module d'YOUNG E
r~m~ ionn.o 4162 4025 3825 6182 sortie étuvage:5882 5900 5763 - 6880 r 15 mm 4336 4123 3962 - 5990 ,_~o~ f 120 mm 4221 4056 3920 - 5818 Roulage du produit bords pasde roulagepas de rouiage bords produit abrasif couché: le~ .. e.. L leg;.~,.,.~,.. L c.. ~ ... t courbés courbés roulé
.
W O 97/35687 12 PCTA~Rg7/OO519 F~ e et EXEMPLEEXEMPLE 7EXEMPLE 8 EXEMPLE 9 EXEMPLE 10 . . . COMPARATIF
eau 44,7g 44.7g 44,7g 14,7g 44,7g agent ~,,5ulaltu~ de 0,3g 0,3g 0,3g 0,3g 0.3g viscosité (CMC) agent de collage: AKD
(Extraitsec: 6,5%) sg sg 5g 5g 5g sorbitol 50g 11,5g 0 0 ~
~Extrait sec:70%) urée t~ . 0 38,5g 38.5g 38,5g 38,5g chlorure de sodium 0 0 11,5g 0 ~
chlorure de calcium 0 0 0 11,5g glycol 0 0 1 1,5g 0 Extraitsecde la 37,5% 45% 50% 50% 45%
~-,,~.. ~ (gfmZ) 120 120 120 120 120 Rigidité TABER
seils marche 4,1 3,4 3,1 3,3 3,5 seils travers 1,9 1,5 1,1 1,2 1,5 Cobb eau, 2mn 30 31 32 40 40 Déchirure non amorcée 2,8 4,0 4,1 4,1 4,2 Module d'YO~NG E
~ A.i l;n.l~ - 4180 38S0 3925 4255 sortie etuvage: - 5910 5740 5785 6025 ,,~,~...i;l;,~........ 15 mm - 4300 4015 4120 4525r r.~..l;l;.... ~,l; 120inm - 4250 3970 4085 4400 Roulage duproduit produit bordspas de roulagepas de roulage bords abrasif couché: e-lh;.~.. ~ Ie~._.. l._.. i. 1;~.~ ~
roulé courbés courbés TABL~AU 2
~CORPORANT UN TEL SUPPORT
La présente invention cn~ P un support fibreux pour un produit abrasif couché et le produit abrasif iUcul,JL~ldll~ un tel support.
L'invention cm~ aussi l'l filic_*~n~. d'un tel support pou~ la f_hr~r~tinn d'un produit abrasif e ouché ainsi que le procédé de r.h. ;L ~ dudit support On désigne, au sens de l~iIIVHILiOII par "abrasif couché'', un produit abrasif coulr,lH~l~ un support fibreux sur l'une des faces duquel des grains abrasifs sont ~
On connaît des produits abrasifs c ouchés utilisés sous forme de feuilles, de bandes sans fin ou de disques pour poncer ou abraser des pièces en bois ou métal L'abrasion peut se faire à sec ou en rnilieu humide.
La figure unique, jointe au présent mémoire, IGples~ G en coupe un produit abrasif couché
q~e En IGrGl H lL e à cette ffgure on notera que de tels produits abrasifs conlyle~ ~lL en général un support (1) sur lequel a été déposee une couche d'H nnll~J~ (2) puis des grains abrasifs (3) recouverts d'une couche de surcollage (4). On peut é~ H~l ajouter sur la couche de aul~lla~5G (4) une autre couche dite couche de supercollage qui est une couche anti-H~ c .. .
~f IUlHl ll,l par exemple des cires, du stéarate de ~inc.
EV~n~ l Ie produit abrasif peut co..~c,-LL;- d'autres couches ayant une fonction spéciale,parexempleunecouche ~nti-t~~tirlue~ IH~ ( desagents-~ 1 ;f1~r~c, rescouches etant ~iicrrJs~ sur les couches y-~ ~k.,~ ou entre elles ou au dos du support.
Le support (1) peut être une toile, un papier, un non-tissé ou un support à base de fibres v ~ ..ic~5 ces supports pouvant être I ' pour avoir de meilleures ~ J~ UP~
,u.~ ,~ On peut aussi associer un papier avec un film polyrnère ou une couche POIYIIIGIG
extrudée comme décrit dans le brevet US 5286541 pour eviter le riprh~ t~;e des bords du produit abrasif lors de son llfiiic~tinn En outre le support peut CuulyOlL~;I des agents On dépose sur ce support, la couche d'H.- ~ ~ (2) par un moyen a,~yluy~;é de 'J~UI I l~;S,. tel que le o~,. i. .g,. aux rouleaux ou l'hélio~dvu.t;.
La couehe d'enr~ (2) ~it ~.. ~- souvent par l'Homme du metier sous le vocable angiais "make coat " est une ~ q~ , de ylGrGlGII~ réalisée en milieu aqueux, CUIIIYIGI~ un adhésif durcissable qui peut être une colle naturelle comme la ~,elatine ou des résines synthH~
telles que les résines l)hH.n~ uree-formol, ~ de~ p~slyu-~l-a-lGa, époxy, alkydes, acryiiques ou leurs ""~ ~ adhésif auquel on ajoute le plus souvent une charge, en particulier une charge minérale telle que le UdlllUlldLG de calciunL la cryolite. Elle peut ~ ~q~
aussi *autres additifs comme par exemple des pl~ctifi~ntc des cok--;...~-; des agerlts de mn .ill~g(~ des produits ~
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) CA 022l8904 l997-ll-l2 W O 97/35687 2 PCTn~R97/00519 Sur cette couche (2) non sechée, on applique les yains abrasifs (3). Ces grains peuvent être deposes par L~t;l ~-~ moyens, n.. 1 .. ~. 1l par gravité ou par dépôt elel,l,u ,l~Lique Ces grains peuvent être choisis n~ parrni l'oxyde d'alurninium, le carbure de silicium, le grenat, I'émeri, le nitrure de bore cubique ou encore l'oxyde de ~ UlIiUIII; ces deux derniers sont les plus abrasifs. Les grains pevent être sous forme d'agrégats qui sont composés de grains ~Jom~rés7 ces agrégats ayant une plus longue durée de vie.
L'Homme du métier choisit la nature des grains selon la pièce à abraser.
Par ailleurs, ces grains peuvent avoir une yanulométrie choisie selon la surface à abraser et le niveau de polissage souhaité.
~bitl.ellamr~nt on classe ces grains selon la norme fixée par la FEPA (~ederation of European Producers of Abrasives); le grade pour un produit abrasif couché est une référence r~mmrlnç~nt par un P suivi d'un nombre inriirlll~nt le numéro de grain; plus le nombre est élevé, plus le yain est fin.
On peut déposer plusieurs types de grains en une ou plusieurs couches.
Selon une variante on peut déposer la composition (2) et les grains abrasifs (3) r~r~mhle s'ils ont été p~ n~
Le support ainsi enduit subit un premier séchage La résine de la cull~o:~iLion (2) est durcie lors de ce sechage.
Le séchage est gen~r~lr~mrnt réalisé dans un four à festons ou un four linéaire. Les trmrer~ res et les temps de séchage sont choisis par l'Homme du metier selon la nature de la composition (2). Le plus souvent ce ~ est fait selon des gradients de température et d'humidité le long du four; par exrmrle on peut sécher la couche (2) avec les grains (3) pendant 90 minutes entre 65 et 115~C.
L'étape suivante consiste à déposer une culllyosiLion de surcollage (4) qui est réalisée avec les mêmes composés que ceux utilisés pour faire la ~ ul.. po:.iLion d'enr~ll~ (2), la composition (4) étant c~ld~lL plus diluée que (2) afin de bien s'infiltrer entre les grains abrasifs (3), sans obli~ e...~.~ recouvrir entierement les grains. La couche (2) et la couche (4) peuvent être de natures . 1 ~ PC dilli;~ ~, on peut associer une couche réalisée avec de la gélatine et une couche avec une résine synthrtirlue. Cette couche (4) permet de l~llrUl~ei la fixation des grains et les grains eux-mêmes.
Le produit obtenu est alors séché à nouveau et la résine de la couche (4) est partiPIiem~t ou tot~lrmrnt durcie, selon la nature de la résine.
Les températures et les temps de séchage comrne pl~~ sont adaptés a la nature deIa couche. Par exemple, on peut sécher le produit entre 65 et 120~C, pendant 90 à 140 minutes, dans un four à festons.
CA 022l8904 l997-ll-l2 W O 97/3S687 3 PCT~R97/00519 En général, après ce deuxième passage dans le four, le produit obtenu est rnis en bobine, appelée en terme de métier "bobine jumbo".
Ces bobines sont ensuite sonmic~c a une étape suppli;~lcllL~ile de post-réticulation selon la nature de la résine des couches (2) et (4). Ainsi, dans le cas des résines ~ ...r,.lurcissables, par S exemple les résines ph~loliL~ue.~" elles sont traitées afin de réticuler totalement les couches (2) et (4) en portant les bobines à une température d'environ 100 à 130~C pendant plusieurs heures, généralement de 4 à 72 heures.
Dans le cas des résines pour lesquelles cette étape de post-réticulation n'existe pas, par exemple dans le cas des résines urée-formol ou de la gelatine, le séchage et le durriccpm~nt sont romrlrltr~n~nt réalisés durant le deuxieme passage dans le four.
On laisse ensuite refroidir la bobine, par exemple jusqu'à 40~C.
Après ce tl;~ thermique sévère il faut reconditionner le verso (face ne Culll~OI ~l~ pas les grains abrasifs) de la feuille de produit abrasif en la debob~ pour la mouiller avec de l'eau c~ evrnt~ellemr~nt des additifs ou avec de la vapeur d'eau et on l'enroule à nouveau sous forme de bobine. On laisse ainsi la bobine un certain temps afin qu'elle se réhnmirii~e bien et que I'équilibre soit atteint.
Dans une etape suivante, le produit abrasif peut être soumise à une étape dite de ''flexage"
~in de i~ccouriir et de ledo~l du mordant aux grains abrasl~.
Le fiexasge se fait rl~csiquempnt par dél.,ula~,~ de la feuille bobinée et passage sous une barre selon certains an~sles puis remise en bobine.
Les bobines sont ensuite découpées, si n~c~ , au forrnat désiré n~ ~1 SOUS forme de disque, feuille ou bande.
Le support (1) est fabriqué à part, dans une première étape.
Dans le cas où il s'ag,it de papier, le papier est fabriqué à partir de fibres de cellulose, en mélange évpnh~eiirmpnt avec des fibres 5ynthPtiqllRc et il co...po.Le en général un agent de collage et évPnh~-ell~mnt d'autres additifs .-i~cci~lu~c utilisés en papeterie comme un agent de rRcict~nrP
humide.
Le grammage du support dépend de son ~ ic~ti~n Pour faire des abrasifs en feuille dits abrasifs minces, le support a un gl~ .. dge situé entre environ 90 et 150 g/m2. Pour faire des abrasifs en bande dits abrasifs lourds, on utilise des supports plus denses entre environ 220 et 300 g/m2.
Actuellement l'un des inconvénients majeurs ICI~CVl~ S lors de la fabrication de ces produits abrasifs est que la feuille se déchire ou casse etJou présente du roulage lors de son passage dans les fours. De même lorsqu'il faut bobiner le produit abrasif après son passage dans les fours à
CA 022l8904 l997-ll-l2 W 097/35687 4 PCT~FR97/00519 festons, il se déchire et peut même se casser du fait qu'il présente un ''roulage'' important. Les abrasifs dits minces ont une t~ au roulage encore plus ilupcllL~lL~ du fait de leur j~;ldllllll;~
plus faible que les abrasifs dits lourds.
Le ''roulage'' est souvent désigné en terme de métier sous le vocable anglais "curl" et signifie ici que les bords de la feuille se Coull/ellL, s'enroulent.
De ces problémes il en résulte une pro~ctit~n importante de déchets et un r~lPnticsPmPnt de la fabrication du produit abrasif.
En effet de manière génerale, lorsqu'on est conduit à coucher ou enduire de façon dissyrnPtnq~e un support fibreux, n..lzt....~..l à base de fibres de cellulose comme le papier, sensible à la chaleur et à l'hllmi~litR on peut observer des problemes de roulage du produit couché, n.. L;.. I._.. ~ lorsqu'il a été soumis à haute température. C'est pourquoi, I'invention vise aussi la solution de ce problème plus général.
Dans le dom~inQ des ~br~cif~ par exemple, pour remedier à cet inconvénient, un moyen peut être d~u..pr~er le support fibreux d'un latex.
~._..... ,;.. ~ I'utilisation d'un latex conduit a un surcoût du produit car les latex sont des produits assez chers. Par ailleurs, il est difficile de recycler un papier ;~ é de latex, un tel papier n'étant pas ou tres diffinil~mpnt ~~ulpable en m~nhinP à papier.
Un autre moyen connu pour améliorer la stabilité ~lim~ncicmnplle des papiers est de traiter le papier avec des rétenteurs d'hl.mi.li~ comme le sorbitol, les polyéthylène glycol ou la glycérine.
20 Cependant ces produits ont une efficacité ili~-l~C,--IlP dans le cas des produits abrasifs couchés comme montré ci-après dans les ~ 'C
Un autre inconvénient lors de la fabrication des abrasifs couchés est que l'étape de reconditinnnPm~nt dure assez lon~,Lc.~l~s, la bobine se rphllmiflifi~nt 1~..1~..,_., 25 L'invention vise à ~e:~uud-~ Ies il~.. v~ cités ci-dessus.
Le premier but de l'invention est donc de fournir un produit abrasif couché sans problème de roulage.
Un second but de l'invention est de fournir un produit abrasif couché se ~~ol~liLionnant plus r~pitlPmPnt que les abrasifs actuels.
La Dc~ldelc~e a trouvé de fac,on SUI~ICI~I~C que par l'intro~nti-~n d'urée ou comportant de l'urée et un autre produit hygroscopique dans un support fibreux, à base de fibres de ~~ o5P
on diminue ro-Lt:lllcllL voire on su~ le le problème de roulage du produit couché et on contribue à ~iiminllpr r;,.~.lle ~L les risques de voir les produits se casser lors de leur l . ;.. .~r ,~ n De plus les bobines de produit abrasif couché se l~ jonnPnt plus r~pidPmPnt Par ailleurs, ce support a une bonne flPYibilh.o et peut être utilisé en par~iculier pour l'abrasion n~Rsc;~ un produit abrasif flexible, en par~iculier pour l'abrasion à sec.
W O 97135687 5 PCT~R97/00519 Pléçclr~lLiellement~ le support fibreux Co~ rcrlLc, en poids, au moins 2% d'urée ou du mélange d'urée et d'un autre produit à caractère h~oscopique. En fait la quantité utile en urée ou en urée et de l'autre produit à caractère hy~v~ irluP dépend Ctl4;l Hllll-l ~t du ~dn3l,.a~;* du S support. Ainsi pour des applications mettant en oeuvre des supports de ~al~l.. d~,a inférieur à 150 ~31m2, cette quantité sera av~nt~ucPm~nt d'au moins 5 % . Et plus préférentiellement, le support comporte, en poids, au moins 15 % d'urée ou du mélange d'urée et d'un autre produit a r-al~r-Lèle hy~;roscopique dans le cas d'un support de gldll~l~a~,c inférieur à 150 g/m2. De préférence, le support ne cum~rcrlLe~ pas plus de 30 %, de ~rlcrclellce encore pas plus de 25 %, en poids d'urée ou de mélange d'urée et d'un autre produit hygroscopique.
Plus particulièrement le produit à caractère l.y~os~ique est choisi parmi le nitrate de sodium, le chlorure de sodium, les polyéthylene glycol, le chloiure de calcium.
De plérr_lèllr~e le produit à wld~;tclé h~/~rJsr~v~ique est le nitrate de sodium et en particulier le rappo t, en poids, urée/nitrate de sodiurn est supérieur à 1,5 et plus plcrélr~ m-pnt égal à
3,4.
PlérclralLir~,llPml~nt le support fibreux (1) se ~Id~,Lél;..t: en ce qu'il est une feuille de papier ou d'un non-tissé à base de fibres de c~ se eventuellement en mélange avec des fibres 5ynthr;tir It~r~s et qu'il comporte au moins un agent de collage en masse.
Selon un CdS particulier de l'invention, le procédé de fabrication du support fibreux (I) pour un produit abrasif couche se ~ldu~e~l;se en ce qu'il comporte les étapes suivantes:
- sur une machine à papier, on forme une feuille à partir d'une sUcppncion aqueuse colll~ulL~lL
des fibres de cellulose et éventuellement des fibres synthetiquec~ au moins un agent de collage en masse et éventuellement des adjuvants ri~Cciqups de papeterie, - on sèche la feuille obtenue, - on Illl~lèglle la dite feuille en presse enrnllPuce avec une cull~o~iLion comportant des compospc tels que decrits pl~.l- ....1~.l un agent de collage de surface et évent~ lPm~nt d'autres additifs tel q'un agent ~.III;lllOlljcP, un agent l~ e~il de la viscosité et - on sèche le support ainsi obtenu.
Plus particulièrement, un procédé de fabrication d'un produit abrasif couché colllyrelld les étapes suppl~mRnt~ire5 dans lecq~ Ps - on applique sur le support fibreux une couche d'~nrnll~ s (2) th* Il,o-~ ;cc~ble - on applique, sur la couche (2) non séchée, des grains abrasifs (3) par des moyens conVPntir,nnPIc tels que le dépôt pargravité, par ele~l"~l ~I;cm~
- on sèche et l h_. " ,. .1. .l ~,;L la couche (2) avec les grains (3), - on applique une couche de sur~ncn~ 4) Lh~ll.,o.l.lrcissable, CA 02218904 1997-ll-12 W O 97135687 6 PCT~R97/00519 - on sèche et ~ iL la couche (4), - on bobine la feuille de produit abrasif couché, - on termine, lorsque le type de résine I 'impose, le th~....o. 1.... ~ ~C~ ~r des couches (2) et ~4) en rh~llff~nt la bobine dans un four vers 100 à 130~C, S - on laisse refroidir la bobine, par exemple jusque vers 40~C, - on débobine la feuille de produit abrasif couché pour la mouiller au verso (face ne comportant pas les grains abrasifs) avec de l'eau comportant évpntu~ mpnt des additifs ou avec de la vapeur d'eau et on la met en bobine, - on laisse ainsi la bobine se l~u.l.lilionner, - on fait subir à la feuille de produit abrasif couche une étape de flexage.
L'invention conceme aussi le produit abrasif couché ~.olll~olL~I- un support fibreux (1) ple~tll~l~ des grains abrasifs (3) assujettis à l'une des faces dudit support qui se caractérise par le fait qu'il comporte ledit support (1) tel que défini ~I~C~
En particulier il se caractérise par le fait que les grains abrasifs (3) sont ~Csuiettic à l'une des faces dudit support (1) par au moins une couche adhésive (2,4).
Le produit abrasif couché est réalisé de maniere h~hitlldle telle que décrite en détails ci-avant, des variantes n'étant pas exclues.
L'invention cnnrPmP également, selon une de ses autres ~ t;l;stiques ess~nti~lleAs, I'utilic::ltinn d'urée ou d'un mélange d'urée et d'au moins un produit à ~-~;Lè-~ h~45~Pi'l~ n-~lz1------~-l choisi parmi le nitrate de sodium, le chlorure de sodium, les polyéthylène glycol, le chlorure de calcium, comme agent destiné à éviter le roulage d'un support fibreux lors de l'élaboration d'un produit fibreux couché, ~ l d'un produit abrasif couché, à partir de ce support.
L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples non li..,;ti~;r.~ suivants:
EXEMPLE 1:
Realisation du support:
Sur une machine à papier de type forme ronde, on réalise un support papier comme suit:
30 On prépare une suspension de fibres de cellulose, ;. ~. .~c à 37~SR en milieu aqueux, à laquelle on ajoute en masse un agent de collage tel que du sulfate d'alumine et evenhl~ollemrnt un autre agent de collage, par exemple de la colophane. On r~gle le niveau de collage en masse du support de facon à obtenir la reprise so--h~it~ en la composition ci-dessous.
On traite la feuille obtenue, en presse ~nr~llle~ à l'aide d'une composition aqueuse réalisée 35 comme suit: on dissout à 4(?~C un agent rP~I~tPllr de viscosité, tel que la carboxyméthylcPllulc se (Ch~C) dans de l'eau, on y ajoute un agent de collage comme par exemple un alkylcétène dimère (AKD), et de l'urée. On peut éventuellement a~outer un agent uuSSe.
On sèche la feuil2e obtenue.
Le ~ a~7è du papier fi~ est de 12û g/mZ, la reprise, en poids sec, de la cu~ osiLion étant de 2û g/m2. Le support comporte donc environ 16,5 % en poids d'urée.
Réalisation du oroduit abrasif -On réalise un produit abrasif à partir du support plcc~ ll réalise.
On couche le support, à l'aide d'une barre de Meyer, avec une colllposiLion aqueuse d'encnll~ conventionnelle, Culllplèl~lL une résine LllelL~loduieis~able uré~formol et comme charge du carbonate de calcium. La teneur totale en solides de cette colllt,os,Lion est de 58%.
On ajoute de l'eau pour r~31er la viscosité à 2,5 Pa.s ~25û0 cps) à 25~C.
La quantité déposée est de 25 g/m2 en poids sec.
T.. ~ après le dépôt de cette com~o ,;Lion (2), on dépose, par ~ ~vhllé~l ;e, des grains abrasifs (3) conventionnels d'alumine (granulométrie P220).
La quantité déposée est de 100 g/m2.
On sèche le papier ainsi couché dans une étuve à 65~C, pendant 90 minutes, afin de sécher le papier et de reticuler partiellement la résine de (2).
Ensuite, on applique à la barre de Meyer, sur ce papier couché, une composition de surcollage (4), réalisée de la même fa~on que (2), mais elle a une viscosité de 1 Pa.s (1000 cps) à
25~C; la teneur totale en solides de cette composition est de 54 %.
La quantité (3) déposée est de 35 g/mZ en poids sec.
On sèche à nouveau le papier ainsi couché dans une étuve à 65~C, pendant 90 minutes, af~n de sécher le papier et de réticuler partiellement la résine de (4).
La feuille est sourmise à 120~C pendant quatre heures, afin de complèter le l~f.. n.l~.. cs.. ~.~ des couches (2) et (4) à la dureté so~lh~h~, EXEMPLE 2:
On réalise un support (1~ cornrne dans l'exemple 1 à la différence que la composition de presse rnrn1lellce comporte de l'urée et du nitrate de sodium, le rapport en poids ulée/lliLI~tè de sodium étant de 1,7. Ainsi on traite la feuille obtenue, en presse ~nr/~llrllcP, à l'aide d'une composition aqueuse réalisée comme suit: on dissout à 40~C un agent r~ll ~ell- de viscosité, tel que la carboxyméthylcellulose (CMC) dans de l'eau, on ajoute un agent de collage comrne par exemple un AKD, de l'urée, du r~itrate de sodium.
Ensuite on réalise un abrasif couché comme p CA 022l8904 l997-ll-l2 W O 97135687 8 PCT~R97/~0519 EXEMPLE 3:
On réalise un support (1) comme dans l'exemple 2 mais le rapport urée~nitrate de sodium est de3,4.
EXEMPkE 4:
On réalise un support (1) comme dans l'exemple 3 mais la reprise, en poids sec, de la ~,GI~posiLion est de 6,5 g/m2, le ~d~ a~ du papier fini étant de 120 g/m2. Le support comporte donc environ 5 % en poids d'urée et de nitrate de sodium.
EXEMPLE COMPARATIF S:
On realise un support comme dans l'exemple 3 mais la composition de presse ~nrnllPllce ne comporte pas d'uree ni d'urée avec du nitrate de sodium Ensuite on réalise un abrasif couché comme p,~e~
EXEMPLE COMPARATIF 6:
On réalise un support comme dans l'exemple 1 mais la composition de presse e~nolle~lse c.l.,~olLe du sorbitol à la place de l'uré~, la composition ne w~ olLe donc pas d'urée.
Ensuite on réalise un abrasif couché comme pl~-ed~
EXEMPLE 7:
On réalise un support comme dans l'exemple 1 mais la composition de presse Pn- olle ~ce comporte de l'urée et du sorbitol.
Ensuite on réalise un abrasif couché comme p,~... ~.
h'.XFMPLE 8:
On réalise un support comme dans l'exemple 3 mais la composition de presse ~nn~llylcP, comporte de l'urée et du chlorure de sodium.
Ensuite on réalise un abrasif couché comme p,é ;~-.",.
EXEMPLE 9:
On réalise un support comme dans l'exemple 3 mais la ~",~Ga;Lion de presse Pnrnlleuse comporte de l'urée et du polyéthylène glycol.
Ensuite on réalise un abrasif couché comme pl~Scl.. ~.
CA 022l8904 l997-ll-l2 W O 97/35687 9 PCT~R97/00519 EXE~DPLE 10:
On réalise un support comme dans l'exemple 3 mais la uomyoa;Lion de presse encolleuse comporte de l'urée et du chlorure de calcium.
Ensuite on réalise un abrasif couché comme p~
RESlnLTATS:
Pour tous les eY~mrleq, les .lu~ des culll~ùSe . de la CCIIII,UO .;Lion de la presse ~nn,nllP,llce sont mPntionnP~c dans les l;.h1 ~ 1 et 2, les ,1,1....1.1.~ sont eA},lh~es, pour 100g de la composition, en poids du produit c~,..l.llt:n_;al, l'extrait sec du produit étant précisé.
Dans les t~blf'~l'Y 1 et 2 sont aussi dormés:
- le ~ . i1... ~ des supports obtenus en sortie machine à papier, - la rigidité TABER des su~u,uolL~ obtenus en sortie machine à papier est ~ selon la norme Afnor NF 03-048, - le degré de collage des supports obtenus en sortie machine a papier est donné par le COBB
selon la norrne AFNOR NF EN 20 535, - la moyerme de la déchirure non amorcée des supports obtenus et .~,,,I;l;.~,,,,,~c à 50% d'hnmi~itR
relative (HR) et à 23~C, d~tt:l.llillée selon la norme Tappi 470 om-86, - le module d'élasticité en traction E, appelé module d'YOUNG, est déduit, par calcul, à partir de l'enregi~L.... ~.. L de la force F en fonction du puu.. ~.L~L~,e d'all.,.~gr~ f ~L/L réalisé d'après la norme ISO 1924/2 (1985), selon la ~ormule:
E(N/mrn2) = (~L/L) x (F/s) ~L: alln~ des épl~uv~Les~ en mm s: section des eprouvettes, en mmZ
L: lnn~~ r de l'e,u.uuv~ Le, en mm F: force de rupture à l'a~ ng.~ ,l en Newton, le module est donné pour le support condidwlllé à 50% d'h~lmi-~itR relative (HR) et à 23~C, pour le support juste après son étuvage pendant 2 heures à 120~C, le support ainsi étuve et rec~nrliti~-nné à 50%E~ et 23~C pendant 15 minutes, le support ainsi étuvé et l~o.l.LLiol~l~é à
50%HR et 23~C pendant 120 min~ltec - la tRnt~ant,R au roulage des ~Lrru~ produits abrasifs couchés conditionnés a 50%HR et 23~C, appréoiée vic~ llemRnt n ressort ~,la;.t,...~-L du tableau que les .~Y.~mplec 1 à 3 ainsi que les ~Y.?mplec 6 à 9 conviennent pour ,u,u,ur;ll.el le roulage du produit abrasif couché par rapport au support de base non traité. Par ailleurs l'exemple ~~ a.~ir 6 comportant du sorbitol non associé à l'urée ne convient pas.
WO 97/35687 10 PCTA~R97/00519 Il apparâît ~v;~ ; o~ que si le support de 120 g/m2 contient au moins 5% d'urée ou du melan~e d'urée et d'un autre produit à ~ L~;: c: h~o:,col~ique on obtient de bons résultats contre la l~ n. ~ au roulage de l'abrasif couché et que s'il en contient au moins 15% les résultats sont enco~e meilleurs .
De plus il apparaît que l'effet de 1'~ Cco-i~tion de l'uree et de nitrate de sodium et nnl ~ .. , .. -~ .I dans un rapport 3,4 donne les meilleurs résultats.
L'évolution du module d'YOUNG permet d'estimer la capacité du produit abrasif à se rPrnn.~itinnnPr rapidement. La valeur de ce module après un rPcnn-~hi.- ",~-.,~,l de 15 minutes et un recrn.~ihh. .. ~ .l de 120 minutes n'évolue que très peu pour les supports selon l'invention, ceci signifie que les supports ont atteint r~rirlPTn~nt leur équilibre.
W O 97/35687 11 PCT~R97tO0519 Forn~ nc et EXEMPLE 1EXEMPLE 2 EXEMPLE 3 EXEMP~E 4EXEMPLE
COMPARATIF
eau 44,7g 44,7g 44,7g 44,7g 44,7g agent ~ - de 0,3g 0,3g 0,3g 0,3g 0,3g viscosite: CMC
agent de collage: AKD
~Extrait sec:6,5%) 5g 5g 5g 5g 5g sorbitol 0 0 0 0 0 (Extrait sec: 70%) urée tf ~ S0g 31g 38,5g 38,5g 0 nitrate de sociium 0 l9g 11,5g 11,5g 0 Extrait sec de la 25% 51% 51% 51%
~. (g/m7 120 120 120 120 120 Reprise (g/mZ) 20 20 20 6,5 Rigidité TABER
sens marche 3,4 3,2 3 - 7,5 sens travers 1,4 1,1 0,8 - 3,5 Cobb eau, 2mn 34 34 34 - 30 Déchirure non amorcee 4,0 4,4 4,2 - 3,1 Module d'YOUNG E
r~m~ ionn.o 4162 4025 3825 6182 sortie étuvage:5882 5900 5763 - 6880 r 15 mm 4336 4123 3962 - 5990 ,_~o~ f 120 mm 4221 4056 3920 - 5818 Roulage du produit bords pasde roulagepas de rouiage bords produit abrasif couché: le~ .. e.. L leg;.~,.,.~,.. L c.. ~ ... t courbés courbés roulé
.
W O 97/35687 12 PCTA~Rg7/OO519 F~ e et EXEMPLEEXEMPLE 7EXEMPLE 8 EXEMPLE 9 EXEMPLE 10 . . . COMPARATIF
eau 44,7g 44.7g 44,7g 14,7g 44,7g agent ~,,5ulaltu~ de 0,3g 0,3g 0,3g 0,3g 0.3g viscosité (CMC) agent de collage: AKD
(Extraitsec: 6,5%) sg sg 5g 5g 5g sorbitol 50g 11,5g 0 0 ~
~Extrait sec:70%) urée t~ . 0 38,5g 38.5g 38,5g 38,5g chlorure de sodium 0 0 11,5g 0 ~
chlorure de calcium 0 0 0 11,5g glycol 0 0 1 1,5g 0 Extraitsecde la 37,5% 45% 50% 50% 45%
~-,,~.. ~ (gfmZ) 120 120 120 120 120 Rigidité TABER
seils marche 4,1 3,4 3,1 3,3 3,5 seils travers 1,9 1,5 1,1 1,2 1,5 Cobb eau, 2mn 30 31 32 40 40 Déchirure non amorcée 2,8 4,0 4,1 4,1 4,2 Module d'YO~NG E
~ A.i l;n.l~ - 4180 38S0 3925 4255 sortie etuvage: - 5910 5740 5785 6025 ,,~,~...i;l;,~........ 15 mm - 4300 4015 4120 4525r r.~..l;l;.... ~,l; 120inm - 4250 3970 4085 4400 Roulage duproduit produit bordspas de roulagepas de roulage bords abrasif couché: e-lh;.~.. ~ Ie~._.. l._.. i. 1;~.~ ~
roulé courbés courbés TABL~AU 2
Claims (13)
1. Support fibreux (1) pour un produit abrasif couché, caractérisé par le fait qu'il comporte de l'urée.
2. Support fibreux selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en mélange de l'urée et un produit a caractère hygroscopique.
3. Support fibreux selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comporte, en poids, au moins 2% d'urée ou du mélange d'urée et d'un autre produit à caractère hygroscopique, notamment au moins 5% dans le cas d'un support de grammage inférieur à 150 g/m2.
4. Support fibreux selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte, en poids, au moins 15 % d'urée ou du mélange d'urée et d'un autre produit à caractère hygroscopique dans le cas d'un support de grammage inférieur à 150 g/m2.
5. Support fibreux selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que le produit à caractère hygroscopique est choisi parmi le nitrate de sodium, de chlorure de sodium, les polyéthylène glycol, le chlorure de calcium.
6. Support fibreux selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le produit à caractère hygroscopique est le nitrate de sodium et que le rapport en poids urée/nitrate de sodium est supérieur à 1,5 et de préférence égal à 3,4.
7. Support fibreux selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le support comporte au moins un agent de collage de surface.
8. Support fibreux selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit support est une feuille de papier ou d'un non-tisse à base de fibres de cellulose éventuellement en mélange avec des fibres synthétiques et qu'il comporte au moins un agent de collage en masse.
9. Produit abrasif couché comportant un support fibreux (1) présentant des grains abrasifs (3) assujettis à l'une des faces dudit support, caractérisé par le fait que ledit support (1) est selon l'une des revendications 1 à 8.
10. Produit abrasif couché selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les grains abrasifs (3) sont assujettis à l'une des faces dudit support (1) par au moins une couche adhésive durcissable (2,4).
11. Procédé de fabrication d'un support fibreux (1) pour un produit abrasif couché, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes:
- sur une machine à papier, on forme une feuille à partir d'une suspension aqueuse comportant des fibres de cellulose et éventuellement des fibres synthétiques, au moins un agent de collage en masse et éventuellement des adjuvants classiques de papeterie, - on sèche la feuille obtenue, - on imprègne la dite feuille en presse encolleuse avec une composition comportant des composés tels que décrit dans l'une des revendications 1 à 6, un agent de collage de surface et éventuellement d'autres additifs tel q'un agent antimousse, un agent régulateur de la viscosité, - on sèche le support ainsi obtenu.
- sur une machine à papier, on forme une feuille à partir d'une suspension aqueuse comportant des fibres de cellulose et éventuellement des fibres synthétiques, au moins un agent de collage en masse et éventuellement des adjuvants classiques de papeterie, - on sèche la feuille obtenue, - on imprègne la dite feuille en presse encolleuse avec une composition comportant des composés tels que décrit dans l'une des revendications 1 à 6, un agent de collage de surface et éventuellement d'autres additifs tel q'un agent antimousse, un agent régulateur de la viscosité, - on sèche le support ainsi obtenu.
12. Utilisation comme agent destiné à éviter le roulage d'un support fibreux lors de l'élaboration d'un produit fibreux couché, d'urée ou d'un mélange d'urée et d'au moins un produit à
caractère hygroscopique tel que décrit dans l'une des revendications 1 à 6.
caractère hygroscopique tel que décrit dans l'une des revendications 1 à 6.
13. Utilisation selon la revendication 12 caractérisée en ce que ledit produit couché est un produit abrasif couché.
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