Papier absorbant résistant à l'état mouillé Dans le commerce, on trouve deux types principaux de papiers absorbants, chacun d'eux ayant ses avan tages et ses inconvénients propres. Les papiers du pre mier type qui sont obtenus à partir de pâtes naturelles à longues fibres (liniers de coton par exemple), plus ou moins raffinées, absorbent rapidement les liquides avec lesquels ils sont en contact. Leur capacité d'absorp tion est relativement limitée et une fois mouillés, ils n'ont aucune solidité. Ils conviennent donc mal à l'essuyage proprement dit, car le frottement à l'état mouillé contre une surface quelconque les désagrège très rapidement.
Pratiquement, ils ne peuvent donc servir efficacement que pour le nettoyage d'une surface à sec ou pour l'ab sorption de liquides à l'état statique, comme c'est le cas du papier buvard.
Les papiers du deuxième type sont obtenus à partir de pâtes papetières à longues fibres, et ils sont traités par une résine, comme par exemple une résine de mé- lamine pour avoir une certaine résistance à l'état mouillé. Ce traitement abaisse cependant très nettement la vi tesse avec laquelle ces papiers sont capables d'absorber un liquide, tout en maintenant élevée leur capacité d'ab sorption. Il s'ensuit que ces papiers essuient nettement moins bien qu'un bon tissu, car ils ne sont pas capables d'absorber suffisamment vite les liquides avec lesquels ils entrent en contact.
Le papier obtenu selon l'invention vise à remédier aux défauts respectifs de chacun de ces types de papiers, tout en conservant leurs avantages. Ce papier est cons titué par des fibres longues non fibrillables formant le réseau de soutien (A), par des fibres courtes fibrillées emplissant les interstices du réseau de soutien (B) et par un agent liant qui assure la liaison des fibres longues entre elles et avec les fibres courtes sans altérer leurs propriétés absorbantes (C) dans les proportions en poids de A:B:C=10à80:20à90:
2à40, La première fibre utilisée pour la fabrication de ce papier est, de préférence, une fibre de cellulose régé nérée, non fibrillée, comme par exemple la fibranne. Elle est avantageusement coupée à des longueurs nettement supérieures à celles des fibres papetières usuelles (entre 5 et 30 mm, de préférence 10 mm). Son rôle est de cons tituer un réseau qui, lié par le liant utilisé, permet d'ob tenir une bonne résistance de l'ensemble à l'état hu mide. De plus, le gonflement de- la fibranne étant impor tant et très rapide, celle-ci contribue à assurer au papier une vitesse et une capacité d'absorption élevées.
Dans certains cas cependant, on désire avoir des papiers présentant une résistance à la déchirure élevée, ce qui exige l'emploi de fibres ayant une haute téna cité. En effet, les valeurs de résistance à la déchirure qu'on peut obtenir avec la fibranne sont limitées par la ténacité de la fibre.
On peut alors remplacer les fibres longues. en cellu lose régénérée partiellement ou en totalité par des fibres longues synthétiques.
En effet, on a découvert qu'il est possible d'utiliser les fibres de polyesters ou de polyamides ou de chlorure de polyvinyle, ou de polycarbonates, ou autres, à la place de la fibranne, tout en maintenant la vitesse d'absorption du papier à un niveau très élevé. Toutefois, ces fibres ne gonflent pas dans l'eau et la capacité totale d'absorption du papier est diminuée proportionnellement aux quanti tés de fibres synthétiques présentes dans la composition.
Le pourcentage des fibres de cellulose régénérée ou des fibres synthétiques non fibrillées, contenu dans le nouveau papier est, de préférence, compris entre 40 et 55'%.
Les interstices formés dans le réseau créé par la fi branne et/ou par les fibres synthétiques, peuvent être remplis par une fibre fibrillable naturelle ou artificielle. Lorsqu'on emploie une fibre fibrillable naturelle (pâtes de bois ou autres), on obtient un papier plus rigide et plus dur.
Les fibres fibrillables en cellulose régénérée ayant des dimensions de fibres et de fibrilles nettement inférieures créent dans la masse du papier un réseau de capillaires dont les dimensions sont plus petites que celles obtenues avec les fibres naturelles : de ce fait elles permettent d'obtenir des vitesses d'absorption élevées, car la vitesse d'absorption est d'autant plus rapide que les dimensions des capillaires sont plus réduites.
L'utilisation de fibres fibrillables de cellulose régé nérée confère au papier mouillé un toucher très doux, semblable à celui d'une peau de chamois. La propor tion en fibres fibrillées peut varier de 20 à 90 parties mais les meilleurs résultats sont obtenus lorsque la pro portion se situe aux alentours de 40-55 parties.
Le liant utilisé dans la fabrication du papier selon l'invention a une importance considérable. En particu lier, son rôle est d'assurer la liaison entre les éléments de structure, de conférer au papier sa résistance à l'état humide et, ce faisant, de ne pas altérer les propriétés ab sorbantes des différents constituants.
Afin de satisfaire à ces exigences, le liant utilisé est, de préférence, constitué essentiellement par une résine thermoplastique sous forme de fibre par exemple, dont le point de fusion est compris dans les limites de tempé ratures qu'on peut obtenir dans la sécherie d'une machine à papier.
Les liants sont toujours utilisés à l'état solide ou semi-solide, jamais en solution ou en émulsion. En gé néral, ils sont ajoutés à la pâte avant le tirage sur ma chine. Ceci a pour but de créer une liaison par points qui seule ne détruit pas le pouvoir absorbant du papier.
On décrira maintenant trois exemples de réalisation de papiers selon l'invention, mais il est bien entendu que ces exemples ne sont nullement limitatifs et que l'in vention s'étend à toute variante dans le même esprit. <I>Exemple 1:</I> On utilise un mélange des fibres suivantes Fibranne de 3 deniers, coupée à 10 mm . . . .
451% Fibre artificielle fibrillable dite Polynosic (fibre de cellulose régénérée ayant un allon gement inférieur à 8 /o sous une charge de 0,5 g/den. après traitement à la soude à 5,%) et raffinée à<B>800</B> SR (fibre fabriquée selon le procédé du brevet français Np 985847)
. . . 50% Fibre d'alcool polyvinylique non formulée de 1 denier, coupée à 2 mm et vendue sous la marque Vinylal (point de fusion: envi ron<B>800</B> C) . . . . . . . . . . . . . 51110 On mélange dans un cuvier la fibranne, la fibre ar tificielle raffinée et la fibre d'alcool polyvinylique. Afin d'obtenir une feuille valable, la concentration ne doit pas dépasser 6 g/1. Il est possible de l'augmenter lors qu'on utilise une fibranne ayant subi un ensimage spécial permettant une meilleure dispersion en milieu aqueux.
Avec le mélange ainsi préparé, on tire sur la ma chine à papier une feuille ayant un poids de 100 g au mètre carré. Il est important dans ce cas de régler la sécherie de façon à avoir une température minimum de <B>850</B> à la surface du papier de manière à provoquer la fu sion de la fibre d'alcool polyvinylique et la formation de liaisons résistantes à l'état mouillé.
Le papier ainsi obtenu possède les caractéristiques mécaniques suivantes Résistance à l'éclatement <B>à</B> sec . . . . . . . . . . . . . 4525 g/cm2 au mouillé . . . . . . . . . . . 2650 g/cm2 Indice d'éclatement (rapport entre la résis tance à l'éclatement et le poids en m2) : . à sec . . . . . . . . . . . . . 43,5 au mouillé . . . . . . . . . . . 26,6 Résistance à la déchirure amorcée à sec . . . . . . . . . . . . . 195 g au mouillé . . . ; . . : . . . . 346 g - Il est à noter que du fait de l'assouplissement qui se produit à l'état mouillé, toutes les fibres résistent à l'ef fort de traction.
Il en résulte que la résistance à la dé chirure est plus élevée à l'état mouillé qu'à l'état sec.
Pouvoir absorbant (% d'eau absorbée par rapport au poids du papier sec) a) Papier ordinaire à 100 g/m2 à base de pâte Kraft à longues fibres, renforcé par une ré- sine . . . . . . . . . . . . . . . 140% b) Papier selon l'exemple 1 . . . . . . . .
403 0/u Vitesse d'absorption (hauteur d'imbibition d'un pa pier tenu verticalement et partiellement immergé dans l'eau), exprimée en mm pour 10 minutes a) Papier ordinaire à base de pâte Kraft à longues fibres, renforcé par une résine . . . 30 mm b)Papier selon l'exemple 1 . . . . . . . 62 mm <I>Exemple 2</I> On utilise la composition suivante Fibres de polyester de 3 deniers, coupées à 20 mm . . . . . . . . . . . . . . 201% Fibres de polyester de 6 deniers, coupées à 24 mm . . . . . . . . . . . . . . 20% Pâte Kraft raffinée à 161, SR . . . . . . . .
40% Fibres d'alcool polyvinylique non formalisé de 1,2 denier, coupées à 3 mm (point de fusion environ<B>800</B> C) . . . . . . . . . . . 20% On fabrique le papier selon le procédé indiqué dans l'exemple 1. On obtient un papier dont les caractéris tiques sont les suivantes Résistance à l'éclatement à sec . . . . . . . . . . . . . 3140 g/cm2 au mouillé . . . . . . . . . . . 2750 g/cm2 Indice d'éclatement à sec . . . . . . . . . . . . . 33,6 au mouillé . . . . . . . . . . . 31,8 Résistance à la déchirure amorcée à sec . . . . . . . . . . . . . 694 g au mouillé . . . . . . . . . . .
435 g Capacité d'absorption (% d'eau absorbée par rapport au poids de papier sec) . . . . . . . 250% Vitesse d'absorption exprimée en mm pour 1-0 minutes . . . . . . . . . . . 70 mm On voit donc que toutes les caractéristiques du papier mouillé, la capacité d'absorption exceptée, sont supé rieures à celles du papier de l'exemple 1.
Par contre, les caractéristiques à sec sont généralement inférieures, don nant cependant un meilleur rapport des résistances sec/ humide. <I>Exemple 3</I> On utilise la composition suivante Fibres de polyester de 6 deniers, coupées à 24 mm . . . . . . . . . . . . . . 20% Fibranne 1,5 denier, coupée à 10 mm . . . . 30% Pâte Kraft raffinée à 161) SR . . . . . . . 40% Fibres d'alcool polyvinylique comme dans l'exemple 1 . . . . . . . . . .
10% On fabrique le papier selon le procédé indiqué dans l'exemple 1.
Les caractéristiques obtenues (qui sont généralement intermédiaires entre celles des deux exemples cités plus haut) sont les suivantes Résistance à l'éclatement à sec . . . . . . . . . . . . 3820 g/cm2 au mouillé . . . . . . . . . . . 2700 g/cm2 Indice d'éclatement à sec . . . . . . . . . . . . . 37,5 au mouillé . . . . . . . . . . . 28,8 Résistance à la déchirure amorcée à sec . . . . . . . . . . . . . 435 g au mouillé . . . . . . . . . . .
540 g Capacité d'absorption (% d'eau absorbée par rapport au poids de papier sec) . . 310 % Vitesse d'absorption exprimée en mm pour 10 minutes . . . . . . . . . . .
67 mm Les papiers selon l'invention, du fait de leur pouvoir d'absorption élevé et de leur résistance à l'état mouillé, conviennent pour un grand nombre d'applications, par exemple pour le nettoyage des vitres, des glaces, des pare-brises et carrosseries d'automobiles, pour le sé chage rapide des épreuves photographiques. Ils peuvent être avantageusement utilisés comme essuie-mains, pour le lavage de la vaisselle; ils peuvent également remplacer dans une certaine mesure les peaux de chamois.
Ces papiers, du fait de leur forte résistance au mouillé, peuvent même être lavés à la main ou à la machine, en eau tiède, avec du savon ou des produits détersifs usuels.