CH616717A5 - Dense paper and process for its manufacture - Google Patents

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Publication number
CH616717A5
CH616717A5 CH1326676A CH1326676A CH616717A5 CH 616717 A5 CH616717 A5 CH 616717A5 CH 1326676 A CH1326676 A CH 1326676A CH 1326676 A CH1326676 A CH 1326676A CH 616717 A5 CH616717 A5 CH 616717A5
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CH
Switzerland
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paper
sheet
weight
impregnation
polymer
Prior art date
Application number
CH1326676A
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French (fr)
Inventor
William Gordon Louden
Original Assignee
William Gordon Louden
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds

Abstract

The paper is impregnated with a rigid polymer and a filler. In order to give it good penetration resistance to oils and solvents, the impregnating matter is in a proportion of 8.5 to 50 % by weight, relative to the total weight of the paper, and consists of a mixture of 35 to 90 % of a polymer which has a glass transition temperature of 15 to 60 DEG C and 10 to 65 % of a compatible inert filler. An aqueous dispersion of the impregnating mixture is employed for the impregnation, the excess of which is removed by wringing, after which the sheet is heated to melt the polymer in the sheet. This dense paper is suitable for the manufacture of book covers and as a substrate for separable coatings.

Description

La présente invention concerne un papier dense et son procédé de réalisation. The present invention relates to dense paper and its production method.

On a déjà réalisé des papiers ayant des densités différentes, pour diverses applications. Les papiers de faible densité sont mous et poreux et possèdent des propriétés élevées d'absorption à moins qu'ils aient été traités pour la réduction de cette dernière. Les papiers de densité moyenne sont ceux qu'on utilise pour l'écriture, l'impression et l'emballage ainsi que pour la formation de sacs et de revêtements. Des exemples de papiers très denses sont le papier cristal, le papier parcheminé, le papier sulfurisé pour les légumes, le papier à fibres vulcanisées et le papier super-calandré. Papers having different densities have already been produced for various applications. Low density papers are soft and porous and have high absorption properties unless they have been treated for reduction. Medium density papers are those used for writing, printing and packaging as well as for forming bags and liners. Examples of very dense papers are crystal paper, parchment paper, parchment paper for vegetables, vulcanized fiber paper and super-calendered paper.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 839 144 décrit un exemple de papier dense à écrire. Bien que ce papier soit dense et possède d'excellentes propriétés de résistance à l'absorption d'huile, c'est-à-dire qu'il peut être effacé, entre autres propriétés, il présente certaines restrictions. Par exemple, sa fabrication n'est pas bon marché car il est préparé à partir d'une matière formée par une pâte très raffinée, jusqu'à un indice d'égouttage Schopper-Riegler prédéterminé, avec addition de certaines quantités de pâte non raffinée, ou par combinaison de pâtes alpha ou de coton avec des pâtes ordinaires, et par raffinage poussé des pâtes combinées, avant application de la matière sur la toile de la machine de fabrication du papier. On constate que l'eau s'égoutte relativement lentement de ces matières très raffinées si bien que la réalisation d'un papier dense voulu est très difficile à des vitesses élevées de la machine. En conséquence, la production de ce papier est plus coûteuse que celle d'autres papiers. En outre, l'épaisseur maximale d'un tel papier présente une limite, et la nécessité de l'affinage poussé de la pâte accroît aussi le coût de fabrication du papier. U.S. Patent No. 3,839,144 describes an example of dense writing paper. Although this paper is dense and has excellent oil absorption resistance properties, i.e. it can be erased, among other properties, it has certain restrictions. For example, its manufacture is not cheap because it is prepared from a material formed by a very refined dough, up to a predetermined Schopper-Riegler drip index, with the addition of certain quantities of unrefined dough , or by combining alpha or cotton pulp with ordinary pulp, and by advanced refining of combined pulp, before application of the material on the canvas of the papermaking machine. It is found that the water drips relatively slowly from these very refined materials so that the production of a desired dense paper is very difficult at high machine speeds. Consequently, the production of this paper is more expensive than that of other papers. In addition, the maximum thickness of such paper has a limit, and the need for further refining of the pulp also increases the cost of making paper.

Les papiers denses présentent certaines propriétés avantageuses, notamment des résistances élevées à la traction et à l'éclatement (essai Mullen), une grande endurance au pliage, une bonne liaison entre fibres et une bonne résistance à la désagrégation, une bonne résistance à la pénétration de l'huile et aux solvants, et une bonne résistance a l'abrasion ainsi qu'une bonne rigidité. D'autre part, les papiers denses ont de faibles résistances à la déchirure, sont fragiles, ont une mauvaise stabilité dimensionnelle ainsi que de mauvaises qualités au vieilisse-ment et des prix élevés de fabrication. Par exemple, les papiers parcheminés pour légumes et les papiers formés par le procédé aux fibres vulcanisées, bien qu'ils soient denses, possèdent des résistances à la déchirure relativement faibles, de même que les papiers denses formés par super-calandrage de feuilles de densité moyenne. Dense papers have certain advantageous properties, in particular high tensile and burst strengths (Mullen test), great folding endurance, good bond between fibers and good resistance to disintegration, good resistance to penetration. oil and solvents, and good abrasion resistance as well as good rigidity. On the other hand, dense papers have low tear strengths, are fragile, have poor dimensional stability as well as poor aging qualities and high manufacturing prices. For example, parchment papers for vegetables and papers formed by the vulcanized fiber process, although dense, have relatively low tear strengths, as do dense papers formed by super-calendering of density sheets average.

Dans l'industrie de la papeterie, on a déjà utilisé l'imprégnation de papiers densité relativement faible par des résines polymères. Cependant, ces papiers ont habituellement, avant imprégnation, des densités qui varient entre 0,38 et 0,45 g/cm3 et peuvent même descendre à 0,32 g/cm3. Après imprégnation, les papiers sont encore relativement poreux, bien que la quantité de résine d'imprégnation puisse dépasser 50% du poids du papier, sur la base des matières solides sèches. Etant donné sa porosité et sa faible densité, un tel papier ne convient pas à la formation d'un papier de frappe permettant l'effacement et ne possède pas de propriétés de résistance aux solvants. In the stationery industry, use has been made of the impregnation of relatively low density papers with polymer resins. However, these papers usually have, before impregnation, densities which vary between 0.38 and 0.45 g / cm3 and can even drop to 0.32 g / cm3. After impregnation, the papers are still relatively porous, although the amount of impregnating resin may exceed 50% of the weight of the paper, based on dry solids. Given its porosity and low density, such a paper is not suitable for the formation of a striking paper allowing erasing and does not have properties of resistance to solvents.

Les résines polymères qu'on a utilisées sous forme de revêtements et de matières d'imprégnation dans les papiers de faible densité sont relativement molles et élastiques, contrairement aux résines polymères dures et inélastiques. La température de transition vitreuse Tg est une mesure de la rigidité ou de la ténacité d'un film en résine polymère. Cette température correspond à la valeur à laquelle se produit un brusque accroissement du coefficient de dilatation et de la chaleur spécifique du polymère. Par exemple, la temperature de transition vitreuse de résines polymères relativement molles et élatiques est infé- The polymer resins used in the form of coatings and impregnating materials in low density papers are relatively soft and elastic, unlike hard and inelastic polymer resins. The glass transition temperature Tg is a measure of the rigidity or tenacity of a polymer resin film. This temperature corresponds to the value at which a sudden increase in the coefficient of expansion and the specific heat of the polymer takes place. For example, the glass transition temperature of relatively soft and elastic polymer resins is lower

1 "

15 15

2?» 2? ”

2 s 2s

1(1 1 (1

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

616 717 616,717

rieure à 0°C environ. Les polymères rigides ou tenaces et inélastiques d'autre part possèdent des températures de transition vitreuse qui vont de 15 à 60° C environ. below about 0 ° C. Rigid or tough and inelastic polymers, on the other hand, have glass transition temperatures which range from approximately 15 to 60 ° C.

On a déjà imprégné des papiers de 0,5 g/cm3 et plus à l'aide de polymères rigides et on a constaté qu'ils possédaient certaines caractéristiques souhaitables. Par exemple, ils ont de meilleures résistances à la traction et à l'éclatement, une meilleure résistance à l'abrasion et à la désagrégation, une meilleure résistance â la pénétration des graisses et aux solvants et une meilleure endurance au pliage. D'autre part, ces papiers ont certaines caractéristiques indésirables qui ne conviennent pas à leur utilisation sous forme de papiers de frappe ou lorsque les papiers doivent être denses. Ces caractéristiques indésirables sont la faible résistance à la traction, les mauvaises qualités d'écriture et la fragilité élevée. Comme les feuilles de papier i dense n'acceptent pas autant de matière d'imprégnation que les feuilles de papier poreux, on pense en général que l'augmentation des propriétés physiques d'une papier à la suite de l'imprégnation peut être obtenue uniquement lorsque la feuille est poreuse et lorsque la teneur en résine du papier terminé dépasse ■ 50% de son poids environ. Papers of 0.5 g / cm3 and above have already been impregnated with rigid polymers and have been found to have certain desirable characteristics. For example, they have better tensile and burst strengths, better resistance to abrasion and disintegration, better resistance to penetration by greases and solvents and better bending endurance. On the other hand, these papers have certain undesirable characteristics which are not suitable for their use in the form of punching papers or when the papers have to be dense. These undesirable characteristics are low tensile strength, poor writing qualities and high brittleness. Since the sheets of dense paper do not accept as much impregnation material as the sheets of porous paper, it is generally believed that the increase in the physical properties of a paper as a result of the impregnation can only be obtained when the sheet is porous and when the resin content of the finished paper exceeds about 50% of its weight.

Des essais ont montré que la densité d'une feuille de papier avant l'imprégnation et la quantité de résine qui imprègne la feuille ont un effet sur la réduction de la résistance à la déchirure qui accompagne l'imprégnation d'un papier par un polymère -rigide. Par exemple, on imprègne des feuilles de papiers de base ayant diverses densités initiales à l'aide d'une dispersion aqueuse d'un homopolymère rigide d'acétate de polyvinyle PVAC vendu sous la marque « VINAC 880» de Air Products and Chemical Co., Allentown, Pa, Etats-Unis d'Amérique. La dispersion contient 40% en poids de «VINAC 880». L'imprégnation est réalisée par trempage des feuilles dans la dispersion aqueuse puis passage des feuilles entre des rouleaux de serrage qui chassent l'excès de matière d'imprégnation. On sèche les feuilles pendant 4 min dans un sécheur de feuilles de papier 1 «Williams» à 105° C, 2 min par face. Après mise en équilibre pendant plusieurs jours, on mesure la force et l'épaisseur de chaque feuille, ainsi que la résistance à la déchirure avant et après imprégnation. On obtient les résultats suivants: Tests have shown that the density of a sheet of paper before impregnation and the amount of resin that impregnates the sheet have an effect on reducing the tear resistance that accompanies the impregnation of a paper with a polymer. -rigid. For example, sheets of base paper having various initial densities are impregnated using an aqueous dispersion of a rigid homopolymer of polyvinyl acetate PVAC sold under the trademark "VINAC 880" from Air Products and Chemical Co. , Allentown, Pa, United States of America. The dispersion contains 40% by weight of "VINAC 880". The impregnation is carried out by soaking the sheets in the aqueous dispersion and then passing the sheets between clamping rollers which expel the excess of impregnation material. The sheets are dried for 4 min in a sheet dryer 1 "Williams" paper at 105 ° C, 2 min per side. After balancing for several days, the strength and thickness of each sheet are measured, as well as the tear resistance before and after impregnation. The following results are obtained:

Echantillon Sample

Densité Density

initiale initial

(g/cm3) (g / cm3)

PVAC dans la feuille, % PVAC in leaf,%

Densité après imprégnation (g/cm3) Density after impregnation (g / cm3)

Variation de la résistance à la déchirure, % Change in tear resistance,%

A AT

0,35 0.35

48,5 48.5

0,58 0.58

gain gain

20% 20%

B B

0,52 0.52

41,5 41.5

0,82 0.82

perte loss

33% 33%

C VS

0,56 0.56

38,6 38.6

0,77 0.77

perte loss

43% 43%

D D

0,60 0.60

42,1 42.1

0,88 0.88

perte loss

37% 37%

E E

0,63 0.63

30,1 30.1

0,85 0.85

perte loss

25% 25%

La description qui précède indique que, lorsqu'on imprègne des papiers denses avec des polymères rigides, la résistance à la déchirure diminue de façon importante. Cette caractéristique ,5 est malheureuse car d'autres propriétés du papier telles que la résistance à la traction et la résistance à l'éclatement, la résistance à l'abrasion et la résistance à la désagrégation ont leur valeur maximale lorsque le papier est dense. The foregoing description indicates that when impregnating dense papers with rigid polymers, the tear resistance decreases significantly. This characteristic is unfortunate because other properties of the paper such as tensile strength and burst strength, abrasion resistance and resistance to disintegration have their maximum value when the paper is dense.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 634 298 décrit f)(l une composition de revêtement pour papier. Celle-ci contient une matière polymère rigide (ayant une température de transition vitreuse Tg comprise entre 29 et 43° C) mélangée à une barbotine à base d'argile. La composition est appliquée sous forme d'un revêtement sur une feuille de papier afin que celui-ci h5 soit bien glacé. U.S. Patent No. 3,634,298 describes (f) (1 a coating composition for paper. This contains a rigid polymeric material (having a glass transition temperature Tg between 29 and 43 ° C) mixed with a clay slip The composition is applied in the form of a coating on a sheet of paper so that it h5 is well glazed.

L'invention concerne un papier dense ayant les propriétés physiques avantageuses des papiers denses sans avoir leurs inconvénients. Ce papier, qui est défini dans la revendication 1, peut être fabriqué de façon rentable avec des vitesses relativement élevées des machines de fabrication de papier. The invention relates to dense paper having the advantageous physical properties of dense paper without having its drawbacks. This paper, which is defined in claim 1, can be produced cost effectively with relatively high speeds of paper making machines.

Il résiste à l'huile et aux solvants, et de préférence également ï à la déchirure, à l'abrasion et au pliage. It is resistant to oil and solvents, and preferably also to tearing, abrasion and folding.

Il est utile pour la formation des couvertures de livres ou pour le support de revêtements séparables entre autres applications. It is useful for forming book covers or for supporting separable coverings among other applications.

L'invention concerne aussi le procédé de préparation de ce i papier dense, défini dans la revendication 8. The invention also relates to the process for preparing this dense paper, defined in claim 8.

On constate qu'on obtient les propriétés souhaitées lorsqu'on imprègne une feuille de papier, ayant de préférence une densité à sec à l'état non calandré d'environ 0,45 à 0,70 g/cm3, avec une dispersion aqueuse contenant essentiellement un poly-; mère rigide et une charge inerte, compatible, mélangés dans des proportions prédéterminées. La matière d'imprégnation est dispersée sur toute l'épaisseur de la feuille et elle forme 8,5 à 50% et notamment 15 à 40% environ du poids final du papier. La charge forme 10 à 65 % du poids de la matière d'imprégnation, i avantageusement 20 à 65 % de ce poids. Le polymère a une rigidité ou une dureté sous forme d'un film, déterminée par la température de transition vitreuse, comprise entre 15 et 60° C, de préférence entre 22 et 44° C. Des polymères avantageux sont l'acétate de polyvinyle, le polyacrylate et le chlorure de polyvi-. nyle, sous forme d'homopolymère et de copolymère ainsi que sous forme de mélanges. Les charges inertes avantageuses sont par exemple l'argile, le carbonate de calcium, le mica, le talc et leurs mélanges. It is found that the desired properties are obtained when a paper sheet is impregnated, preferably having a dry density in the non-calendered state of approximately 0.45 to 0.70 g / cm 3, with an aqueous dispersion containing essentially a poly-; rigid mother and an inert, compatible load, mixed in predetermined proportions. The impregnation material is dispersed over the entire thickness of the sheet and it forms 8.5 to 50% and in particular approximately 15 to 40% of the final weight of the paper. The filler forms 10 to 65% of the weight of the impregnation material, advantageously 20 to 65% of this weight. The polymer has a stiffness or a hardness in the form of a film, determined by the glass transition temperature, of between 15 and 60 ° C., preferably between 22 and 44 ° C. Advantageous polymers are polyvinyl acetate, polyacrylate and polyvinyl chloride. nylon, in the form of homopolymer and copolymer as well as in the form of mixtures. Advantageous inert fillers are for example clay, calcium carbonate, mica, talc and their mixtures.

Le papier selon l'invention, ayant de préférence une densité ) à l'état fini et non calandré de 0,69 à 0,90 g/cm3 possède certaines propriétés qui sont imprévues dans le cas des papiers denses et imprégnés. Par exemple, lepapier selon l'invention, une fois imprégné par un polymère rigide dilué, a une endurance au pliage qui est bien supérieure à celle d'un papier imprégné ; par un polymère rigide seulement. L'imprégnation d'un papier dense de base par un polymère rigide réduit normalement de façon importante la résistance à la déchirure. Cependant, un papier de base imprégné de manière préférée selon l'invention conserve de façon surprenante une partie importante de sa i résistance à la déchirure et possède simultanément d'excellentes propriétés de résistance à la pénétration d'huile. L'utilisation d'une matière d'imprégnation contenant des quantités impor-. tantes d'une charge permet la réduction du coût de fabrication du papier par réduction de la quantité totale de polymère nécessaire à l'obtention des propriétés voulues, car le polymère de prix élevé est remplacé par des charges peu coûteuses. Cependant, bien que le papier soit de fabrication peu coûteuse, il possède les propriétés avantageuses du papier dense dont la fabrication est plus coûteuse. The paper according to the invention, preferably having a density) in the finished and non-calendered state of 0.69 to 0.90 g / cm 3 has certain properties which are unforeseen in the case of dense and impregnated papers. For example, the paper according to the invention, once impregnated with a dilute rigid polymer, has a folding endurance which is much greater than that of an impregnated paper; by a rigid polymer only. The impregnation of dense base paper with a rigid polymer normally reduces significantly the tear resistance. However, a base paper preferably impregnated according to the invention surprisingly retains a significant part of its tear resistance and simultaneously has excellent oil penetration resistance properties. The use of an impregnation material containing large quantities. tants of a filler makes it possible to reduce the cost of manufacturing paper by reducing the total quantity of polymer necessary to obtain the desired properties, since the high-cost polymer is replaced by inexpensive fillers. However, although paper is inexpensive to manufacture, it has the advantageous properties of dense paper, the manufacture of which is more expensive.

i i

Il est souhaitable que la feuille de papier soit imprégnée lorsqu'elle subit l'opération de fabrication du papier, par exemple dans une machine Fourdrinier dans laquelle une matière cellulosique de formation de papier est appliquée sur une toile mobile et forme une feuille avant sa séparation de la toile et son séchage. L'étape d'imprégnation doit être réalisée après formation de la feuille et après sa mise à l'état cohérent, après un séchage au moins partiel, et la feuille peut être imprégnée après le séchage et le laminage complet du papier, par exemple au ! cours d'une étape ultérieure à la fabrication. La feuille de papier est avantageusement imprégnée au niveau de la presse encol-leuse de la machine classique de fabrication de papier. Il est souhaitable que la densité de la feuille soit réglée de manière classique afin que, avant imprégnation, sa densité à sec à l'état non calandré soit comprise entre 0,45 et 0,70 g/cm3 et de préférence entre 0,54 et 0,69 g/cm3. La feuille avance dans une dispersion aqueuse qui contient de préférence 12,5 à 60% et notamment 12,5 à 40% en poids de matière d'imprégnation, et It is desirable that the sheet of paper be impregnated when it undergoes the papermaking operation, for example in a Fourdrinier machine in which a cellulosic paper-forming material is applied to a moving canvas and forms a sheet before its separation of the canvas and its drying. The impregnation step must be carried out after the sheet has been formed and after it has been brought into the coherent state, after at least partial drying, and the sheet can be impregnated after the paper has been dried and completely laminated, for example at ! during a later stage of manufacture. The sheet of paper is advantageously impregnated at the level of the sizing press of the conventional paper-making machine. It is desirable that the density of the sheet is adjusted in a conventional manner so that, before impregnation, its dry density in the non-calendered state is between 0.45 and 0.70 g / cm3 and preferably between 0.54 and 0.69 g / cm3. The sheet advances in an aqueous dispersion which preferably contains 12.5 to 60% and in particular 12.5 to 40% by weight of impregnation material, and

616 717 616,717

4 4

la feuille, après imprégnation, est chauffée afin que la matière de l'opération de fabrication du papier. Les spécialistes savent s'associe à la feuille par fusion. que deux types de presses d'encollage sont très utilisés dans la the sheet, after impregnation, is heated so that the material of the papermaking operation. Specialists know associates with the sheet by fusion. that two types of glue presses are widely used in the

Lors de la fabrication d'un papier selon l'invention, les papeterie, et ces deux types donnent satisfaction pour l'impré- During the manufacture of a paper according to the invention, the stationery, and these two types give satisfaction for the imprint

polymères rigides capables de donner satisfaction sont notam- gnation du papier au cours du procédé de l'invention. On peut ment les latex de copolymère d'acétate de polyvinyle tels que 5 ainsi utiliser des presses encolleuses horizontales et verticales. Rigid polymers capable of giving satisfaction are in particular paper during the process of the invention. Polyvinyl acetate copolymer latexes such as 5 can thus be used horizontal and vertical size presses.

«Resyn» 1 105 et 1 255 fabriqués par National Starch and Dans une presse horizontale, deux rouleaux opposés tournent “Resyn” 1,105 and 1,255 manufactured by National Starch and In a horizontal press, two opposite rollers rotate

Chemical Corporation, New York, N.Y. et «Vinac» 880 qui est sur des axes distants horizontalement et la feuille avance verti- Chemical Corporation, New York, N.Y. and “Vinac” 880 which is on distant axes horizontally and the sheet is advancing verti-

un homopolymère fabriqué par Air Products and Chemicals, calement en descendant entre les rouleaux qui exercent une a homopolymer manufactured by Air Products and Chemicals, steadily descending between the rollers which exert a

Co., Allentown, Pa. Les polyacrylates qui conviennent sont les pression sur les faces opposées de la feuille. La matière d'impré- Co., Allentown, Pa. Suitable polyacrylates are the presses on the opposite sides of the sheet. The imprint material

«Rhoplex» AC 201 et TR 407, fabriqués par Rohm and Haas m gnation forme une mare entre chaque face de la feuille et le "Rhoplex" AC 201 and TR 407, manufactured by Rohm and Haas generation, forms a pool between each side of the leaf and the

Company, Philadelphie, Pa. Un chlorure de polyvinyle qui rouleau qui coopère avec elle. Dans une presse verticale d'autre convient est le «Geon» 351 fabriqué par B.F. Goodrich Chemi- part, les rouleaux tournent sur des axes distants verticalement et cal Company, Akron, Ohio. Chacun des polymères indiqués est la feuille avance horizontalement entre les rouleaux. Le rouleau de la qualité disponible dans le commerce et il est vendu pour inférieur tourne dans une rigole, prélève la matière d'imprégna- Company, Philadelphia, Pa. A polyvinyl chloride roller which cooperates with it. In another vertical press suitable is the "Geon" 351 manufactured by B.F. Goodrich Chemi- part, the rollers rotate on vertically distant axes and cal Company, Akron, Ohio. Each of the polymers indicated is the sheet advancing horizontally between the rollers. The commercially available quality roller and it is sold for lower rotates in a channel, takes up the impregnating material.

des applications de papeterie. Il faut noter que le polymère peut 15 tion et l'applique sur la face inférieure de la feuille, la matière aussi être un copolymère ou peut contenir certaines quantités d'imprégnation s'écoulant sur la face supérieure de la feuille, stationery applications. It should be noted that the polymer can be applied and applied to the underside of the sheet, the material also being a copolymer or can contain certain amounts of impregnation flowing on the top side of the sheet,

d'autres polymères ou de mélanges de polymères ; cependant, par exemple par pompage à partir d'un réservoir. Dans les deux dans la mesure où la température de transition vitreuse du types d'appareils, des pressions de 88 à 438 N/cm linéaire sont jolymère est comprise dans la plage indiquée, on doit obtenir appliquées à la feuille qui avance entre les rouleaux et ces des résultats satisfaisants. 20 derniers coopèrent et chassent la matière d'imprégnation dans la other polymers or mixtures of polymers; however, for example by pumping from a reservoir. In both as the glass transition temperature of the device types, pressures from 88 to 438 N / linear cm are jolymer is within the range indicated, must be obtained applied to the sheet which advances between the rollers and these satisfactory results. 20 last cooperate and drive out the impregnation material in the

La charge inerte mélangée au polymère rigide pour la feuille en en retirant l'excès sur les faces opposées. The inert filler mixed with the rigid polymer for the sheet by removing the excess on the opposite faces.

formation de la dispersion aqueuse est avantageusement fine- Quel que soit le stade de l'opération auquel est réalisée ment divisée et disponible dans le commerce, d'un type vendu l'imprégnation, il est important que le mélange de la résine et de pour la papeterie. Les dimensions particulières avantageuses des la charge soit dispersé dans toute l'épaisseur de la feuille afin charges sont comprises entre 2 et 5 Des exemples de charges 25 que l'invention présente pleinement ces avantages. On n'obtient minérales qui donnent satisfaction sont les argiles à kaolin, le pas ceux-ci lorsque le mélange est simplement appliqué sous carbonate de calcium, le mica et le talc. forme d'un revêtement à la surface de la feuille, par exemple à The formation of the aqueous dispersion is advantageously fine. Whatever the stage of the operation at which is carried out divided and commercially available, of a type sold impregnation, it is important that the mixture of the resin and for stationery. The particular advantageous dimensions of the filler is dispersed throughout the thickness of the sheet so fillers are between 2 and 5 Examples of fillers 25 the invention fully presents these advantages. One obtains minerals which give satisfaction are kaolin clays, not these when the mixture is simply applied under calcium carbonate, mica and talc. forms a coating on the surface of the sheet, for example

La quantité de matière d'imprégnation contenue dans le l'aide d'un ensemble à rouleaux d'immersion et dispositif de papier fini doit être comprise dans une plage prédéterminée. râclage décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° The amount of impregnation material contained in the aid of an immersion roller assembly and finished paper device must be within a predetermined range. scraping described in U.S. Patent No.

Ainsi, la matière d'imprégnation doit former 8,5 à 50% en poids .10 3 634 298 et destiné à l'application d'un revêtement sur une environ du poids total terminé du papier, sous forme des ma- feuille. Dans un tel ensemble, la périphérie inférieure d'un tières solides sèches. Lorsque la quantité de matière d'impré- rouleau tourne dans une rigole contenant une composition, et la gnation est inférieure à la limite la plus basse, le papier formé périphérie supérieure coopère avec la face inférieure de la présente de mauvaises qualités d'effacement. D'autre part, étant feuille qui avance. Ainsi, le rouleau prélève le revêtement dans donné les restrictions imposées à la densité du papier de base, 35 la rigole et l'applique sur la face inférieure de la feuille. L'épais- Thus, the impregnation material should form 8.5 to 50% by weight. 10 3 634 298 and intended for the application of a coating on approximately one of the total finished weight of the paper, in the form of sheets. In such an assembly, the lower periphery of a dry solid third. When the quantity of impregnation material rotates in a channel containing a composition, and the generation is less than the lowest limit, the paper formed upper periphery cooperates with the lower face of the present poor qualities of erasure. On the other hand, being leaf that advances. Thus, the roller picks up the coating under the restrictions imposed on the density of the base paper, channels it and applies it to the underside of the sheet. The thick-

l'imprégnation du papier, audelà de la limite supérieure, est seur du revêtement est réglée par passage de la feuille sur une difficile. La matière d'imprégnation est de préférence réalisée lame de râclage qui se trouve en aval du rouleau et qui ne laisse dans une plage pondérale comprise entre 15 et 40% environ. La qu'une quantité déterminée de revêtement sur la face inférieure densité du papier fini et non calandré après imprégnation doit de la feuille. the impregnation of the paper, beyond the upper limit, is its coating is adjusted by passing the sheet over a difficult. The impregnation material is preferably made of a scraper blade which is located downstream of the roller and which does not leave in a weight range of between 15 and 40% approximately. The that a determined quantity of coating on the lower density side of the finished paper and not calendered after impregnation must of the sheet.

être comprise de préférence entre environ 0,69 et 0,90 g/cm3. 40 _ preferably be between about 0.69 and 0.90 g / cm3. 40 _

L'obtention des propriétés physiques voulues pour le papier ,. Certames conditions diovent etre avantageusement respec- Obtaining the desired physical properties for paper,. Certain conditions must be advantageously respected.

selon l'invention nécessite la dilution du polymère rigide, dans *ees au ?°urs f a faction afin que le melange soi bien les limites prescrites, par l'une au moins des charges minérales d.sperse dans la feuille. Par exemple, avant imprégnation, la t 1. . _ • 1 n - cent <- a densite de la feuille a sec et non calandree est avantageusement precitees. La charge doit former environ 10 a 65% et de . . n a c <.n m , 1 ^ - 1 ,, according to the invention requires the dilution of the rigid polymer, in * ees au? ° urs f faction so that the mixture is well within the prescribed limits, by at least one of the mineral fillers d.sperse in the sheet. For example, before impregnation, the t 1.. _ • 1 n - one hundred <- at dry and uncalendered sheet density is advantageously mentioned above. The charge should form about 10 to 65% and from. . n a c <.n m, 1 ^ - 1 ,,

préférence 20 à 65 % du poids des matières solides de la matière 45 entre 0.45 et 0,70 g/cm3. On peut regier la densite j,. , .. T . j ., , .. _ .... . c - suivant diverses techniques bien connues des spécialistes. Le d imprégnation. Le reste du poids de cette matière est forme par ,, ,,, ^ ^ preferably 20 to 65% of the weight of the solids of the material 45 between 0.45 and 0.70 g / cm3. We can adjust the density j ,. , .. T. j.,, .. _ ..... c - according to various techniques well known to specialists. The impregnation. The rest of the weight of this material is formed by ,, ,,, ^ ^

. . . 0 . ., ... ,, .. _ . j réglage de la densite avant imprégnation est important car, . . . 0. ., ... ,, .. _. j adjusting the density before impregnation is important because,

la resine rigide, si bien que celle-ci forme 35 a 90 et de . , . x' . , , ,. ,, . ' „ the rigid resin, so that it forms 35 to 90 and. ,. x '. ,,,. ,,. '„

préférence 35 à 80% du poids de la matière. On constate que, la 3de,nsite a secet a 1 etat n^flandre est infe"furf a lorsque le pourcentage déchargé diminue au-dessous de la 0,45 g/cm3, le papier résultant peut etre rop poreux. D autre limite inférieure de la plage avantageuse, la résistance à la 5o Par*' cfe- densite a sec et a 1 etat non calandre depasse déchirure du papier diminue beaucoup. D'autre part, lorsque le °'l° S/(f ;la fe"lUe Pf ut ne pas pouvoir absorber une quantité preferably 35 to 80% of the weight of the material. It is noted that, the third, a dry state in 1 state in Flanders is less than when the percentage discharged decreases below 0.45 g / cm 3, the resulting paper may be too porous. On the other lower limit from the advantageous range, the resistance to 5o Par * 'density in dry and 1 non-calendered state exceeds paper tear decreases a lot. On the other hand, when the °' l ° S / (f; la fe " lf Pf u cannot absorb a quantity

pourcentage de charge dépasse la limite supérieure de la plage ''alk's vo^l impregnatl°n P°Ur qUC ^ papiCT P°SSede avantageuse, la résistance aux solvants et à la pénétration " percentage charge exceeds the upper limit of the range "alk's vo ^ l impregnatl ° n P ° Ur qUC ^ papiCT P ° SSde advantageous, resistance to solvents and penetration"

d'huile du papier a tendance à diminuer. Une autre étape importante de la fabrication du papier selon paper oil tends to decrease. Another important step in papermaking according to

Le papier selon l'invention est préparé par une machine 55 l'invention est le réglage de la quantité de matières solides classique, par exemple du type Fourdrinier. Dans cette machine, présentes dans la dispersion aqueuse dans laquelle passe la la matière est déposée sur une toile métallique qui avance et, feuille. Par exemple, la teneur en matières solides, comprenant après formation d'une feuille, celle-ci est retirée de la toile et le poids combiné du polymère rigide et de la charge, doit être de passe sur une série de rouleaux ou cylindres chauffés de séchage, préférence comprise entre 12,5 et 60% environ du poids total The paper according to the invention is prepared by a machine 55 the invention is the adjustment of the quantity of conventional solid matter, for example of the Fourdrinier type. In this machine, present in the aqueous dispersion through which the material passes is deposited on a metal wire which advances and, sheet. For example, the solids content, including after forming a sheet, this is removed from the canvas and the combined weight of the rigid polymer and the filler, should be on a series of heated rollers or cylinders of drying, preferably between 12.5 and 60% approximately of the total weight

Habituellement, la feuille, au moins partiellement séchée et r>o de la dispersion. Lorsque cette teneur est inférieure à la limite avant traitement ultérieur, subit un encollage au niveau d'une inférieure, les feuilles comprises dans la plage indiquée de presse encolleuse qui se trouve en aval des rouleaux de séchage. densités (0,45 à 0,70 g/cm3) peuvent ne pas prélever une quan- Usually the leaf, at least partially dried and r> o of the dispersion. When this content is below the limit before further treatment, undergoes sizing at a lower level, the sheets included in the indicated range of sizing press which is located downstream of the drying rollers. densities (0.45 to 0.70 g / cm3) may not collect as much

Lors de la fabrication du papier selon l'invention, il est tité suffisante de matière d'imprégnation pour posséder les avantageux que l'imprégnation soit réalisée lorsque la feuille est avantages voulus. D'autre part, lorsque le pourcentage dépasse devenue cohérente après séchage au moins partiel et lorsqu'elle 65 la limite supérieure, la dispersion a tendance à être visqueuse et est pratiquement dépourvue de son encollage. De préférence, la le mélange résine-charge tend à revêtir la surface des feuilles feuille est imprégnée au niveau de la presse d'encollage ; cepen- dont la densité est proche de 0,70 g/cm3 au lieu d'assurer dant, l'imprégnation peut être réalisée ultérieurement au cours l'imprégnation. During the production of the paper according to the invention, there is sufficient quantity of impregnation material to have the advantages that the impregnation is carried out when the sheet is desired advantages. On the other hand, when the percentage exceeds become consistent after at least partial drying and when it reaches the upper limit, the dispersion tends to be viscous and is practically devoid of its size. Preferably, the resin-filler mixture tends to coat the surface of the sheet sheets is impregnated at the sizing press; however, the density of which is close to 0.70 g / cm 3 instead of ensuring that the impregnation can be carried out later during the impregnation.

5 5

616 717 616,717

La feuille de papier subit un chauffage après imprégnation afin que la matière se fixe dans le papier par fusion. Dans une opération classique de fabrication de papier, la feuille est chauffé à une température d'environ 100° C afin qu'elle soit séchée et les polymères rigides dont la température de transition vitreuse est de 15 à 60° C se sont montrés être ceux, qui fendent dans la feuille à ces températures. The sheet of paper undergoes heating after impregnation so that the material is fixed in the paper by fusion. In a conventional papermaking operation, the sheet is heated to a temperature of about 100 ° C so that it is dried and the rigid polymers whose glass transition temperature is 15 to 60 ° C have been shown to be those , which crack in the leaf at these temperatures.

Le procédé décrit présente certains avantages lors de la fabrication du papier. Par exemple, l'utilisation d'une matière à base d'un polymère rigide, très dilué par des charges, tend à supprimer toute adhésivité de la matière d'imprégnation si bien que le nettoyage des tambours de séchage est facilité. The process described has certain advantages during the production of paper. For example, the use of a material based on a rigid polymer, very diluted with fillers, tends to suppress any adhesiveness of the impregnation material so that cleaning of the drying drums is facilitated.

L'importance des paramètres précités pour la fabrication du papier selon l'invention ressort bien des exemples qui suivent. Les exemples 1 et 2 indiquent la dilution la plus avantageuse de la matière polymère rigide par une charge minérale. L'exemple 3 montre l'importance de la rigidité du polymère. L'exemple 4 concerne les charges qui donnent des résultats satisfaisants. L'exemple 5 concerne le réglage de la densité du papier avant imprégnation. L'exemple 6 concerne la quantité de matière d'imprégnation qui est avantageusement utilisée pour l'otention des propriétés voulues. L'exemple 7 concerne la nature du polymère rigide. L'exemple 8 se rapporte aux propriétés de résistance à l'abrasion d'un papier selon l'invention et l'exemple 9 correspond aux propriétés d'un papier imprégné par une composition selon l'invention, comparées à celles d'un papier revêtu de la même composition. The importance of the aforementioned parameters for the manufacture of the paper according to the invention is apparent from the examples which follow. Examples 1 and 2 indicate the most advantageous dilution of the rigid polymeric material by an inorganic filler. Example 3 shows the importance of the rigidity of the polymer. Example 4 relates to the charges which give satisfactory results. Example 5 concerns the adjustment of the density of the paper before impregnation. Example 6 relates to the quantity of impregnation material which is advantageously used for the preparation of the desired properties. Example 7 concerns the nature of the rigid polymer. Example 8 relates to the abrasion resistance properties of a paper according to the invention and Example 9 corresponds to the properties of a paper impregnated with a composition according to the invention, compared with those of a paper coated with the same composition.

Exemple 1 Example 1

On utilise comme papier de base, pour la détermination des limites de dilution possibles de la résine par une charge inerte, des feuilles de papier non encollées formées à partir d'un mélange da 50% de pâte kraft blanchi de bois dur e 50% de pâte kraft blanchi de bois nordique. La force du papier est de 84,4 g/m2, et l'épaisseur d'une feuille de papier est de 140 microns. Comme la densité du papier peut être avantageusement indiquée sous la forme de son poids par micron d'épaisseur, on note que cette densité est d'environ 0,60 g/cm3. On prépare la matière d'imprégnation par dispersion d'une poudre fine de carbonate de calcium de dimension particulaire de l'ordre de 2 microns dans de l'eau, et par agitation. On mélange une émulsion d'acétate de polyvinyle rigide finement divisé à la dispersion aqueuse afin que la teneur totale en matières solides de la résine et de la charge soit de 40% du poids de la dispersion. Le carbonate de calcium utilisé est vendu sous la désignation «Camel White» de Harry T. Campbell Sons Co., Towson, Maryland. L'émulsion d'acétate de polyvinyle utilisé As base paper, for the determination of the limits of possible dilution of the resin by an inert filler, sheets of unglued paper formed from a mixture of 50% bleached kraft pulp of hardwood and 50% Nordic bleached kraft wood pulp. The paper strength is 84.4 g / m2, and the thickness of a sheet of paper is 140 microns. As the density of the paper can advantageously be indicated in the form of its weight per micron of thickness, it is noted that this density is approximately 0.60 g / cm 3. The impregnation material is prepared by dispersing a fine powder of calcium carbonate with a particle size of the order of 2 microns in water, and by stirring. A finely divided rigid polyvinyl acetate emulsion is mixed with the aqueous dispersion so that the total solid content of the resin and the filler is 40% of the weight of the dispersion. The calcium carbonate used is sold under the designation "Camel White" by Harry T. Campbell Sons Co., Towson, Maryland. The polyvinyl acetate emulsion used

est vendu sous la marque « Vinac» 880 par Air Products and Chemical Company, Allentwon, Pa. is sold under the brand name “Vinac” 880 by Air Products and Chemical Company, Allentwon, Pa.

On trempe les feuilles de papier dans la dispersion et, après retrait, on les fait passer entre des rouleaux en caoutschouc qui 5 chassent l'excès. On sèche alors les feuilles pendant 4 min à 105° C, 2 min par face, dans un sécheur de feuilles de papier «Williams». On laisse les feuilles se mettre à l'équilibre (maturation) pendant plusieurs jours avant les essais. On réalise les essais de résistance à la déchirure, d'éclatement Mullen et de m pliage selon les normes TAPPI, indiquées dans le tableau I. On détermine les propriétés de résistance à la pénétration d'huile par frappe d'un caractère sur le papier, avec une machine à écrire portative du commerce, et observation de difficulté ou de la facilité de retrait du caractère par frottement avec une gomme i5 à crayon. Comme les encres des rubans classiques des machines à écrire contiennent des quantités importantes d'huile non siccative, il existe une corrélation directe entre les propriétés d'effacement d'un papier et ses propriétés de résistance à la pénétration d'huile. Le résultat «excellent» indique que tout le carac-2(; tère est effacé en quelques coups. Le résultat «bon» indique qu'on peut observer le caractère après quelques coups mais qu'il n'apparaît par à l'oeil nu lorsqu'un autre caractère est frappé sur le caractère effacé. Un résultat «convenable» indique que l'effacement est acceptable. Un résultat «mauvais» indique un efface-25 ment qui ne convient pas. The sheets of paper are dipped in the dispersion and, after removal, passed through rubber rollers which remove excess. The leaves are then dried for 4 min at 105 ° C., 2 min per side, in a dryer for "Williams" paper sheets. The leaves are allowed to equilibrate (ripen) for several days before the tests. The tests of resistance to tearing, of bursting Mullen and of folding are carried out according to the TAPPI standards, indicated in table I. The properties of resistance to oil penetration are determined by typing a character on the paper. , with a portable typewriter of the trade, and observation of difficulty or ease of removal of the character by rubbing with an eraser i5 with pencil. Since conventional typewriter ribbon inks contain large amounts of non-drying oil, there is a direct correlation between the fading properties of a paper and its oil penetration resistance properties. The "excellent" result indicates that the entire character-2 (; tère is erased in a few strokes. The "good" result indicates that the character can be observed after a few strokes but that it does not appear with the naked eye when another character is struck over the erased character. A "suitable" result indicates that the erasure is acceptable. A "bad" result indicates an unsuitable erasure.

On détermine les propriétés de résistance aux solvants des feuilles par disposition d'une goutte de toluène coloré (violet) à la surface de chaque fe> le, et maintien au contact d'une surface prédéterminée pendant 30 s. On essuie alors la goutte de 30 toluène avec une serviette en papier et on frotte la surface avec une autre serviette en papier saturé de toluène non coloré. Le colorant restant à la surface est ainsi retiré si bien qu'on peut déterminer la pénétration du papier par observation de la présence du colorant violet restant. Un résultat «bon» indique une pénétration en plusieurs points, mais avec une tache légère, concernant moins de 50% environ de la surface d'essai. Un résultat «convenable» indique une tache relativement faible sur la plus grande partie de la zone d'essai. Un résultat «mauvais» indique que toute la surface est très tachée. Le résultat «nul» indique que la tache a pénétré totalement jusqu'à l'autre face de la feuille. The solvent resistance properties of the sheets are determined by placing a drop of colored toluene (purple) on the surface of each sheet, and maintaining contact with a predetermined surface for 30 s. The drop of toluene is then wiped with a paper towel and the surface is rubbed with another paper towel saturated with uncolored toluene. The dye remaining on the surface is thus removed so that the penetration of the paper can be determined by observing the presence of the remaining purple dye. A "good" result indicates penetration at several points, but with a light spot, covering less than about 50% of the test area. A "suitable" result indicates a relatively weak spot over most of the test area. A "bad" result indicates that the entire surface is very stained. The "null" result indicates that the stain has completely penetrated to the other side of the leaf.

Le tableau I donne les résultats des essais. La référénce XD indique que l'essai est réalisé dans la direction du papier qui 45 correspond à la direction transversale de la machine. Les unités de mesure et les références des normes utilisées pour les divers exemples sont indiquées dans le tableau I. Table I gives the results of the tests. The XD reference indicates that the test is carried out in the direction of the paper which corresponds to the transverse direction of the machine. The units of measurement and the references of the standards used for the various examples are indicated in Table I.

Tableau I Table I

Teneur en charge et propriétés physiques CaC03/acétate de polyvinyle Filler and physical properties CaCO3 / polyvinyl acetate

Echantillon Rapport Résistance àt Résistance2 Essai Etanchéité à4 Résistance aux5 Sample Resistance to Resistance2 Test Tightness to 4 Resistance to 5

CaC03/TVAC déchirure au pliage CaC03 / TVAC tear in folding

Mullen3 Mullen3

l'huile solvants oil solvents

(XD) (XD)

(XD) (XD)

A6 A6

0/100 0/100

80 80

3171 3171

5,46 5.46

excellente excellente excellent excellent

B B

10/90 10/90

91 91

3610 3610

5,25 5.25

excellente excellente excellent excellent

C VS

20/80 20/80

112 112

-

5,25 5.25

excellente excellente excellent excellent

D D

30/70 30/70

105 105

6013 6013

5,25 5.25

excellente excellente excellent excellent

E E

40/60 40/60

117 117

5585 5585

5,18 5.18

bonne excellente good excellent

F F

60/40 60/40

95 95

4435 4435

4,97 4.97

bonne bonne good good

G6 G6

70/30 70/30

96 96

3429 3429

4,48 4.48

convenable convenable suitable suitable

H* H *

-

147 147

111 111

-

nulle nulle none zero

616 717 616,717

4,5 6 4.5 6

papier avant traitement TAPPI Standard Test n°. paper before processing TAPPI Standard Test no.

T414ts-64, en grammes (g) T414ts-64, in grams (g)

TAPPI Standard Test n°. TAPPI Standard Test no.

T423os-50, en plis jusqu'à rupture (f) TAPPI Standard Test n°. T423os-50, in folds until rupture (f) TAPPI Standard Test no.

T—403, en 105 Pa comme indiqué précédemment comparatif seulement T — 403, in 105 Pa as indicated previously comparative only

Dans le tableau qui précède, on note qu'une feuille de papier possède, avant traitement (échantillon H) une résistance à la déchirure de 147 g. Une feuille analogue imprégnée par une solution à 100% d'acétate de polyvinyle (échantillon A) a une résistance à la déchirure de 80 g. Cependant, il faut noter que, lorsque la matière d'imprégnation a été diluée par du carbonate de calcium, à raison de 10 à 70% comme indiqué pour les In the above table, it is noted that a sheet of paper has, before treatment (sample H) a tear strength of 147 g. A similar sheet impregnated with a 100% solution of polyvinyl acetate (sample A) has a tear strength of 80 g. However, it should be noted that, when the impregnation material has been diluted with calcium carbonate, at a rate of 10 to 70% as indicated for the

Tableau II Table II

Teneur en charge et propriétés physiques Argile/acétate de polyvinyle Echantillon Rapport argile/PVAC Filler and physical properties Clay / polyvinyl acetate Sample Clay / PVAC ratio

A* B C D A * B C D

0/100 20/80 30/70 40/60 0/100 20/80 30/70 40/60

Résistance à la déchirure (g) (XD) Tear resistance (g) (XD)

80 117 114 117 80 117 114 117

Résistance au pliage (f) (XD) Resistance to bending (f) (XD)

3171 3171

4179 4179

échantillons B à G, les résistances à la déchirure des feuilles diminuent mais pas autant que lorsque la matière d'imprégnation ne contient que de l'acétate de polyvinyle. Les propriétés de résistance aux solvants et à la pénétration d'huile sont conser-; vées malgré dilution de la matière d'imprégnation par le carbonate de calcium, jusqu'à 70% en poids. En outre, on note que l'endurance au pliage de la matière d'imprégnation contenant de la résine diluée est supérieure à celle qu'on mesure lorsque la matière ne contient que de l'acétate de polyvinyle. samples B to G, the tear strengths of the sheets decrease but not as much as when the impregnation material contains only polyvinyl acetate. The properties of resistance to solvents and to oil penetration are conserved; despite dilution of the impregnation material with calcium carbonate, up to 70% by weight. In addition, it is noted that the folding endurance of the impregnation material containing diluted resin is greater than that which is measured when the material contains only polyvinyl acetate.

Exemple 2 Example 2

On répète les essais de l'exemple 1, mais on utilise de l'argile à kaolin comme charge minérale à la place du carbonate de i5 calcium. Cette argile est vendue sous la marque «Hydraprint» de the J.M. Huber Corporation, Huber, Géorgie, Etats-Unis d'Amérique. Les résultats des essais figurent dans le tableau II. The tests of Example 1 are repeated, but kaolin clay is used as mineral filler in place of the calcium carbonate. This clay is sold under the brand name "Hydraprint" of the J.M. Huber Corporation, Huber, Georgia, United States of America. The results of the tests are shown in Table II.

Etanchéité à l'huile excellente excellente excellente bonne Oil tightness excellent excellent excellent good

Résistance aux solvants excellente excellente excellente excellente Solvent resistance excellent excellent excellent excellent

* comparatif seulement * comparison only

Les essais qui précèdent montrent que l'argile à kaolin et le carbonate de calcium sont des charges qui ont pratiquement le même effet sur les propriétés d'un papier de base, lorsqu'elles sont mélangées à un polymère rigide et imprégnées dans le papier de base. The above tests show that kaolin clay and calcium carbonate are fillers which have practically the same effect on the properties of a base paper, when they are mixed with a rigid polymer and impregnated in the base paper. based.

Exemple 3 Example 3

On imprègne le papier de base de l'exemple 1 avec une série de mélanges polymère-charge qui ne diffèrent que par la température de transition vitreuse Tg du polymère afin de démontrer l'importance de l'imprégnation d'une feuille de papier par un polymère ayant une rigidité déterminée. Comme indiqué précédemment, cette température Tg est une mesure de la rigidité ou de la ténacité d'un film de polymère. Dans l'exemple, le polymère est dilué par du carbonate de calcium à raison de 60% de polymère pour 40% de carbonate de calcium. The base paper of Example 1 is impregnated with a series of polymer-filler mixtures which differ only in the glass transition temperature Tg of the polymer in order to demonstrate the importance of impregnating a sheet of paper with a polymer having a determined rigidity. As indicated above, this temperature Tg is a measure of the rigidity or the toughness of a polymer film. In the example, the polymer is diluted with calcium carbonate at the rate of 60% of polymer for 40% of calcium carbonate.

Les résultats figurent dans le tableau III. The results are shown in Table III.

Tableau III Table III

Elasticité du polymère, mesurée parla température de transition vitreuse, et propriétés physiques - acétate de polyvinyle et poly-acrylate Elasticity of the polymer, measured by the glass transition temperature, and physical properties - polyvinyl acetate and poly-acrylate

40% CaCO j/60% de polymère 40% CaCO d / 60% polymer

Polymères du Matière d'im- Densité fi- Tg (° C) commerce prégnation, % naie* Polymers of the Material of im- Density fi- Tg (° C) trade pregnation,% naie *

(g/cm3) (g / cm3)

Résistance à la déchirure (g) (XD) Tear resistance (g) (XD)

Résistance à l'éclatement (f) Mullen (XD) Bursting strength (f) Mullen (XD)

Résistance au pliage (f) (XD) Resistance to bending (f) (XD)

Etanchéité à l'huile Oil tightness

Résistance aux solvants polyacrylates «Rhoplex» B-85**26,3 «Rhoplex» AC201 32,7 «Rhoplex» TR407 28,3 «Rhoplex» B 15 26,3 «Rhoplex» E49** 29,1 Resistance to polyacrylate solvents "Rhoplex" B-85 ** 26.3 "Rhoplex" AC201 32.7 "Rhoplex" TR407 28.3 "Rhoplex" B 15 26.3 "Rhoplex" E49 ** 29.1

0,69 0.69

101 + 101 +

101 101

1,61 1.61

27 27

nulle nulle none zero

0,83 0.83

29 29

94 94

5,11 5.11

1761 1761

excellente bonne excellent good

0,77 0.77

22 22

89 89

5,53 5.53

4093 4093

excellente bonne excellent good

0,81 0.81

0 0

97 97

3,99 3.99

3589 3589

mauvaise mauvaise bad bad

0,84 0.84

< 0 <0

113 113

4,27 4.27

1752 1752

nulle mauvaise none bad

Acétates de polyvinyle Polyvinyl acetates

«Resyn» 1105 "Resyn" 1105

27,7 27.7

0,80 0.80

44 44

86 86

5,04 5.04

1927 1927

bonne bonne good good

«Vinac» 880 "Vinac" 880

38,2 38.2

0,79 0.79

31 31

117 117

5,18 5.18

5585 5585

bonne excellente good excellent

«Resyn» 1255 "Resyn" 1255

29,1 29.1

0,77 0.77

16 16

109 109

4,69 4.69

1371 1371

convenable convenable suitable suitable

«Resyn» 5000** "Resyn" 5000 **

31,7 31.7

0,79 0.79

2,0 2.0

114 114

4,90 4.90

2744 2744

mauvaise convenable bad suitable

«Resyn» 2873** "Resyn" 2873 **

24,6 24.6

0,81 0.81

-36 -36

122 122

3,15 3.15

189 189

nulle mauvaise none bad

* non calandré * uncalendered

** comparatif seulement ** comparison only

616 717 616,717

Les résultats qui précèdent indiquent que la feuille imprégnée par un acétate de polyvinyle ayant une température Tg de 16° C a des propriétés convenables de résistance à la pénétration d'huile et une résistance convenable aux solvants. D'autre part, une feuille imprégnée d'un polyacrylate ayant une tempé- s rature Tg supérieure à 101° C lorsqu'on la traite aux températures du procédé usuel de fabrication du papier, ne possède ni résistance à la pénétration d'huile, ni résistance aux solvants. The above results indicate that the sheet impregnated with polyvinyl acetate having a temperature Tg of 16 ° C has suitable properties of resistance to oil penetration and suitable resistance to solvents. On the other hand, a sheet impregnated with a polyacrylate having a temperature Tg greater than 101 ° C. when it is treated at the temperatures of the usual papermaking process, has neither resistance to oil penetration, nor resistance to solvents.

Ainsi, un polymère satisfaisant doit avoir une rigidité, c'est-à-dire une température Tg, comprise entre 15 et 60° C (le tableau m VIII concerne un chlorure de polyvinyle dont la température Tg est égale à 60° C) lorsque les résultats doivent être satisfaisants. La plage le plus avantageuse de températures Tg est comprise entre 22 et 44° C afin que le polymère soit associé par fusion aux températures utilisées de façon classique pour le traitement en 15 papeterie. Thus, a satisfactory polymer must have a rigidity, that is to say a temperature Tg, of between 15 and 60 ° C. (Table m VIII relates to a polyvinyl chloride whose temperature Tg is equal to 60 ° C.) when the results must be satisfactory. The most advantageous temperature range Tg is between 22 and 44 ° C so that the polymer is associated by fusion with the temperatures conventionally used for processing in the stationery industry.

Exemple 4 Example 4

La nature de la charge inerte utilisée comme diluant de la résine a une grande importance sur les propriétés du papier :o imprégné. Cette caractéristique apparaît dans cet exemple dans lequel on utilise le papier de base de l'exemple 1 qu'on imprègne d'acétate de polyvinyle qui a été mélangé avec une série de charges minérales différentes. Chaque mélange contient 40% de charge et 60% d'acétate de polyvinyle, considéré sous forme de matières solides sèches. Le carbonate de calcium et l'argile sont ceux qu'on a déjà utilisés, la talc est vendu sous la marque «Mistron Vapor» de the United Sierra Division, Cypress Mines, Trenton, New Jersey, le mica est vendu sous la marque «Dave-nite Mica» P-12 de the Hayden Mica, Co., Wilimngton, Massachusetts, et la terre à diatomées est vendue sous la marque «Cellite» de Johns-Manville Corporation, New York, New York. Chacune de ces charges est de qualité du commerce, normalement utilisée pour la papeterie, les dimensions particu-Iaires étant comprises entre 2 et 5 microns. Les résultats figurent dans le tableau IV. The nature of the inert filler used as a resin diluent has a great importance on the properties of the paper: o impregnated. This characteristic appears in this example in which the base paper of Example 1 is used which is impregnated with polyvinyl acetate which has been mixed with a series of different mineral fillers. Each mixture contains 40% filler and 60% polyvinyl acetate, considered as dry solid matter. Calcium carbonate and clay are those that we have already used, talc is sold under the brand "Mistron Vapor" of the United Sierra Division, Cypress Mines, Trenton, New Jersey, mica is sold under the brand " Dave-nite Mica "P-12 from the Hayden Mica, Co., Wilimngton, Massachusetts, and diatomaceous earth is sold under the brand name" Cellite "of Johns-Manville Corporation, New York, New York. Each of these fillers is of commercial quality, normally used for stationery, the dimensions being between 2 and 5 microns. The results are shown in Table IV.

On croit que les résultats peu satisfaisants obtenus avec la terre de diatomées peuvent être dus à sa surface spécifique extrêmement élévée, ce qui la rend incompatible avec le polymère rigide. Des charges apporpriées pour le but de l'invention sont appelées ici «charges compatibles», c'est-à-dire des charges permettant d'imprégner le papier de base de manière satisfaisante avec le polymère rigide et donc qui donnent une résistance safisfaisante à la pénétration de l'huile et des solvants. It is believed that the unsatisfactory results obtained with diatomaceous earth may be due to its extremely high specific surface, which makes it incompatible with the rigid polymer. Fillers incorporated for the purpose of the invention are here called "compatible fillers", that is to say fillers permitting the impregnation of the base paper satisfactorily with the rigid polymer and therefore which give a satisfactory resistance to the penetration of oil and solvents.

Tableau IV Charges diverses Table IV Miscellaneous charges

60% d'acétate de polyvinyle/40 % de charge 60% polyvinyl acetate / 40% filler

Charge utilisée Load used

Matière Densité d'imprégna- après im-tion, % prégnation (g/cm3) Material Density of impregnation- after im-tion,% pregnation (g / cm3)

Résistance à la déchirure (g) (XD) Tear resistance (g) (XD)

Résistance au pliage (g)(XD) Bending resistance (g) (XD)

Résistance à l'éclatement (Mullen) 105Pa Bursting strength (Mullen) 105Pa

Etanchéité à l'huile Oil tightness

Résistance aux solvants néant Solvent resistance none

31,7 31.7

0,88 0.88

80 80

3171 3171

5,46 5.46

excellente excellente excellent excellent

CaC03 CaC03

117 117

5585 5585

5,18 5.18

bonne excellente argile good excellent clay

117 117

4179* 4179 *

bonne excellente talc good excellent talc

34,3 34.3

0,79 0.79

101 101

3334 3334

5,88 5.88

bonne convenable good suitable

«Davenite» "Davenite"

mica P-12 mica P-12

32,4 32.4

0,77 0.77

99 99

2825 2825

5,67 5.67

bonne excellente good excellent

«Cellite»terre à "Cellite" earth at

diatomées*** diatoms ***

32,4 32.4

0,74 0.74

100 100

2234 2234

5,88 5.88

mauvaise mauvaise bad bad

* argile 30% * clay 30%

** non calandré *** comparatif seulement ** uncalendered *** comparative only

Le tableau qui précède indique que le carbonate de calcium, l'argile, le talc et le mica constituent des charges satisfaisantes alors que la terre à diatomées ne donne pas satisfaction car le papier obtenu a de mauvaises propriétés de résistance à la pénétration d'huile et aux solvants. The above table indicates that calcium carbonate, clay, talc and mica constitute satisfactory fillers while diatomaceous earth is not satisfactory because the paper obtained has poor oil penetration resistance properties. and solvents.

Exemple 5 Example 5

Cet exemple concerne l'effet de l'utilisation de feuilles de papier ayant des densités différentes avant l'imprégnation. On prépare une dispersion aqueuse d'acétate de polyvinyle et de carbonate de calcium comme décrit dans l'exemple 1. Le mélange polymère-charge forme 40% du poids de la dispersion, et le rapport pondéral polymère/charge est égal à 60/40. On trempe une série de feuilles de papier non encollé de densités différentes dans la dispersion et on retire l'excès de matière d'imprégnation par passage des feuilles entre des rouleaux de caoutschouc et buvardage de la surface avec des serviettes en papier afin que l'excès de matière d'imprégnation soit retiré de la surface des feuilles. Celles-ci subissent ensuite un séchage de 4 min à 105° C, une maturation de plusieurs jours et les essais sont réalisés comme indiqué précédemment. A titre de comparaison, on prépare une dispersion de contenant que de l'acétate de polyvinyle à raison de 40% en poids de matières solides et on imprègne de manière analogue un second jeu de papier de base. Dans une comparaison supplémentaire, on imprègne aussi un papier normal. This example concerns the effect of using sheets of paper having different densities before impregnation. An aqueous dispersion of polyvinyl acetate and calcium carbonate is prepared as described in Example 1. The polymer-filler mixture forms 40% of the weight of the dispersion, and the polymer / filler weight ratio is equal to 60/40 . A series of sheets of unglued paper of different densities is dipped into the dispersion and the excess impregnation material is removed by passing the sheets between rubber rolls and blotting the surface with paper towels so that the excess impregnation material is removed from the surface of the sheets. These then undergo drying for 4 min at 105 ° C., maturation for several days and the tests are carried out as indicated above. For comparison, a dispersion of container is prepared as polyvinyl acetate in an amount of 40% by weight of solid matter and a second set of base paper is impregnated in a similar manner. In a further comparison, a normal paper is also impregnated.

Les résultats des essais figurent dans le tableau V. The results of the tests are shown in Table V.

616 717 616,717

8 8

Tableau V Sans imprégnation Papier Force (g/m2) Table V Without impregnation Paper Strength (g / m2)

Densité Matière (g/cm3)* d'impré- CaC03 Material Density (g / cm3) * of impregnation - CaC03

gnation generation

% %

feuilles imprégnées par CaCO 40% PVAC 60% leaves impregnated with CaCO 40% PVAC 60%

PVAC/ Résistance à la dé-(g/cm3)* chirure (XD),g PVAC / Resistance to de- (g / cm3) * tear (XD), g

Feuilles normales Normal sheets

Feuilles imprégnées PVAC 100% 100% PVAC impregnated sheets

Etanché- Résistan- Résistan-ité à ce au plia- ce à la l'huile** ge(XD), g déchirure (f) (XD), g Waterproof- Resist- Resist- ity to this with oil ply ** ge (XD), g tear (f) (XD), g

Résistan- Résis- Résis- Résistan- Résis- Résis-

ce à pliage tance tance this folding tance tance

à la au déchi- pliage rure (f) (XD), g at the tear-off rure (f) (XD), g

Etanchéité à l'huile Oil tightness

^*** ^ ***

50,0 50.0

0,35 0.35

45,8 45.8

0,62 0.62

52 52

N NOT

594 594

32 32

10 10

38 38

821 821

N NOT

g*** g ***

52,0 52.0

0,44 0.44

48,5 48.5

0,72 0.72

65 65

M M

2774 2774

74 74

11 11

67 67

M M

c vs

56,4 56.4

0,47 0.47

47,7 47.7

0,79 0.79

94 94

E E

3200 3200

- -

-

_ _

B B

D D

69,6 69.6

0,54 0.54

33,5 33.5

0,70 0.70

66 66

C VS

3221 3221

78 78

- -

60 60

2207 2207

C VS

E E

62,2 62.2

0,58 0.58

29,3 29.3

0,71 0.71

50 50

E E

2687 2687

118 118

- -

46 46

2291 2291

E E

F F

84,4 84.4

0,60 0.60

38,2 38.2

0,77 0.77

117 117

B B

5585 5585

147 147

- -

80 80

3171 3171

E E

G G

56,4 56.4

0,63 0.63

36,2 36.2

0,79 0.79

50 50

E E

3221 3221

64 64

153 153

46 46

2207 2207

E E

H H

56,4 56.4

0,66 0.66

26,9 26.9

0,79 0.79

56 56

E E

1351 1351

61 61

93 93

53 53

958 958

E E

I I

54,7 54.7

0,70 0.70

25,5 25.5

0,90 0.90

52 52

B B

704 704

50 50

199 199

56 56

350 350

B B

j*** d ***

62,9 62.9

0,83 0.83

9,1 9.1

0,91 0.91

30 30

E E

3621 3621

25 25

2247 2247

34 34

- -

E E

* non calandré ** N = nulle; M = mauvais; E = excellente; C = convena-*** ble; B = bon comparatif seulement * not calendered ** N = zero; M = bad; E = excellent; C = suitable - *** ble; B = good comparison only

Le tableau qui précède indique que la densité minimale d'une feuille non calandrée avant imprégnation doit être supérieure à 0,44 g/cm3, comme indiqué pour l'échantillon B. La densité maximale d'imprégnation, sans calandrage, ne doit par dépasser 0,70 g/cm3, comme indiqué pour l'échantillon I. Il faut noter que, bien que l'échantillon B contienne 48,5 % de matière d'imprégnation, il ne donne pas satisfaction pour la résistance à la pénétration d'huile. Bien que l'échantillon J ait d'excellentes propriétés de résistance â la pénétration d'huile il acquiert 9,1 % de matière d'imprégnation mais possède une très faible résistance à la déchirure. On note de plus que chacun des papiers qui donnent satisfaction a une densité finale à l'état non calandré The above table indicates that the minimum density of an un-calendered sheet before impregnation must be greater than 0.44 g / cm3, as indicated for sample B. The maximum impregnation density, without calendering, must not exceed 0.70 g / cm3, as indicated for sample I. It should be noted that, although sample B contains 48.5% of impregnation material, it is not satisfactory for the resistance to penetration of oil. Although the sample J has excellent oil penetration resistance properties, it acquires 9.1% of impregnation material but has a very low tear resistance. It is further noted that each of the papers which give satisfaction has a final density in the non-calendered state.

qui dépasse 0,69 g/cm3 et qui est inférieure à 0,90 g/cm3 environ. which exceeds 0.69 g / cm3 and which is less than about 0.90 g / cm3.

25 25

Exemple 6 Example 6

Cet exemple concerne la quantité de matière d'imprégnation polymère-charge souhaitable pour la formation d'un papier satisfaisant, le papier de base étant fabriqué à partir d'une pâte m kraft blanchie de bois nordique et contenant environ 5 % di bioxyde de titane. Bien que ie papier ne soit pas encollé, un léger encollage est dû à la présence de poix résiduelle ; cependant, on ne pense que cette quantité suffise à empêcher la pénétration de la matière d'imprégnation à l'interieur de la 35 feuille. La force du papier est de 56,4 g/m2. On prépare les échantillons comme indiqué dans l'exemple 5, mais la teneur en matières solides de la matière d'imprégnation varie entre 10 et 40%. This example relates to the quantity of polymer-filler impregnation material desirable for the formation of a satisfactory paper, the base paper being produced from a milled kraft pulp bleached from Nordic wood and containing approximately 5% of titanium dioxide. . Although the paper is not glued, a slight gluing is due to the presence of residual pitch; however, it is believed that this amount is sufficient to prevent penetration of the impregnation material into the interior of the sheet. The paper strength is 56.4 g / m2. The samples are prepared as indicated in Example 5, but the solids content of the impregnation material varies between 10 and 40%.

Le tableau VI indique les résultats de l'essai. Table VI shows the results of the test.

Tableau VI Table VI

Teneur en résine et propriétés physiques PVAC6)0% / CaCO 3 40% Resin content and physical properties PVAC6) 0% / CaCO 3 40%

Echantillon Sample

Teneur en Content

Densité Density

Résistance Resistance

Résistance Resistance

Etanchéité Sealing

Teneur en matières Material content

charge % charge %

après im au pliage after im folding

à la dé at the dice

à l'huile solides de la solu solu solids oil

prégnation pregnation

(f) (f)

chirure (g) tear (g)

tion d'imprégnation impregnation

(g/cm3)* (g / cm3) *

% %

A1 A1

0 0

0,66 0.66

65 65

58 58

nulle nothing

B3 B3

6,0 6.0

0,66 0.66

1141 1141

53 53

passable fair

10 10

C VS

11,1 11.1

0,68 0.68

1874 1874

51 51

bonne good

15 15

D D

15,6 15.6

0,70 0.70

3069 3069

56 56

excellente excellent

20 20

E E

24,0 24.0

0,80 0.80

2915 2915

51 51

totale total

30 30

F F

20,6 20.6

0,79 0.79

1731 1731

56 56

totale total

40 40

G2 G2

30,2 30.2

0,83 0.83

831 831

53 53

totale total

1 - papier de base 2-PVAC 100% seul 3 — comparatif seulement * - non calandré 1 - base paper 2-PVAC 100% only 3 - comparison only * - not calendered

Les résultats du tableau qui précède indiquent une amélioration importante des propriétés de résistance à la pénétration d'huile et de l'endurance au pliage lorsque la matière d'imprégnation polymère-charge forme 8,5% environ du poids de la feuille (comparer échantillon B), les propriétés étant très avantageuses lorsque la matière d'imprégnation forme 15 à 25 % du poids de la feuille comme indiqué pour les échantillons D et E, cette quantité pouvant atteindre 48 % comme indiqué dans (,o l'exemple I. The results in the table above indicate a significant improvement in the properties of resistance to oil penetration and of bending endurance when the polymer-filler impregnation material forms approximately 8.5% of the weight of the sheet (compare sample B), the properties being very advantageous when the impregnation material forms 15 to 25% of the weight of the sheet as indicated for samples D and E, this amount being able to reach 48% as indicated in (, o Example I.

Exemple 7 Example 7

On imprègne les feuilles de papier de l'exemple 1 par une dispersion polymère-charge ayant une teneur en matières soli-(l5 des de 40% en poids, le rapport pondéral du polymère à la charge étant de 60/40, à l'aide de différents types de polymères rigides qui peuvent être utilisés de façon satisfaisante pour la fabrication du papier selon l'invention. La charge est le carbo- The sheets of paper of Example 1 are impregnated with a polymer-filler dispersion having a solids content (15% of 40% by weight, the weight ratio of the polymer to the filler being 60/40, at using different types of rigid polymers which can be used satisfactorily for the production of the paper according to the invention.

9 9

616 717 616,717

nate de caclium, et les polymères sont le «Rhoplex» AC-201 émulsion de chlorure de polyvinyle fabriquée par the B.F. caclium nate, and the polymers are the "Rhoplex" AC-201 polyvinyl chloride emulsion manufactured by the B.F.

qui est une émulsion de polyacrylate fabriquée par Rohm & Goodrich Chemical Co., Akron, Ohio. which is a polyacrylate emulsion manufactured by Rohm & Goodrich Chemical Co., Akron, Ohio.

Haas Co., Philadelphie, Pa et le «Geon» 351 qui est une Le tableau VII donne les résultats des essais. Haas Co., Philadelphia, Pa and "Geon" 351 which is a Table VII gives the results of the tests.

Tableau VII Table VII

Evaluation de divers types de polymères Matière a imprégnation diluée, ayant un rapport polymère/ Evaluation of various types of polymers Diluted impregnation material, having a polymer /

CaCO j de 60/40, et matière non diluée Matière Polymère Rigidité Teneur en Densité CaCO j 60/40, and undiluted material Polymer Material Rigidity Density Content

d'imprégnation (Tg) matière après im- impregnation (Tg) material after impregnation

d'imprégna- prégnation tion, % (g/cm3)* impregnation- impregnation,% (g / cm3) *

Résistan- Résistan- Résistan- Etanché- Résistance ce à la ce au ce à l'é- ité à aux sol- Résistan- Résistan- Résistan- Etanche- Résistance ce à la ce au ce à l'ité à aux sol-

déchirure pliage clatement l'huile** vants** (XD) (g) (XD) (f) Mullen 105 Pa tear folding flat oil ** flaps ** (XD) (g) (XD) (f) Mullen 105 Pa

«Rhoplex»1 poly- 29° C 32,7 , 0,83 94 1761 5,1 E B "Rhoplex" 1 poly- 29 ° C 32.7, 0.83 94 1761 5.1 E B

Ac201/ acrylate Ac201 / acrylate

CaC03 CaC03

«Rhoplex»2 "Rhoplex" 2

Ac/201 Ac / 201

seul polyacrylate single polyacrylate

20° C 20 ° C

42,0 42.0

0,90 0.90

83 83

1226 1226

5,6 5.6

«Geon»1 351/CaC03 "Geon" 1 351 / CaC03

chlorure de polyvinyle polyvinyl chloride

60° C 60 ° C

42,0 42.0

0,87 0.87

96 96

672 672

4,48 4.48

B B

«Geon»2 351 seul chlorure de polyvinyle "Geon" 2,351 polyvinyl chloride alone

60° C 60 ° C

43,2 43.2

0,83 0.83

89 89

297 297

3,5 3.5

M M

M M

1 1

2 * 2 *

** **

- matière d'imprégnation diluée polymère/CaC03 60/40 - polymer dilute impregnation material / CaC03 60/40

- matière d'imprégnation non diluée; - undiluted impregnation material;

comparatif seulement comparative only

- non calandré - not calendered

- E = excellent; B = bon; - E = excellent; B = good;

M = mauvais; C = convenable M = bad; C = suitable

Le tableau qui précède montre qu'une matière d'imprégnation contenant un polyacrylate rigide dilué par du carbonate de calcium a pratiquement le même effet sur un papier de base qu'une matière d'imprégnation contenant de l'acétate de polyvinyle rigide et du carbonate de calcium, à l'exception des valeurs de pliage, (comparaison des tableaux I et VII). On note qu'on obtient des résultats analogues, mais avec des valeurs de pliage inférieures, lorsque la matière d'imprégnation contient un mélange de chlorure de polyvinyle dilué par du carbonate de calcium, mais la résistance aux solvants et les propriétés de pénétration d'huile du papier imprégné sont meilleures avec la matière diluée qu'avec la matière non diluée. Ainsi, il est clair qu'on obtient des résultats avantageux par utilisation de certains types de polymères tels que l'acétate de polyvinyle, le polyacrylate et le chlorure de polyvinyle. The above table shows that an impregnation material containing a rigid polyacrylate diluted with calcium carbonate has practically the same effect on a base paper as an impregnation material containing rigid polyvinyl acetate and carbonate of calcium, with the exception of the folding values, (comparison of Tables I and VII). It is noted that similar results are obtained, but with lower folding values, when the impregnation material contains a mixture of polyvinyl chloride diluted with calcium carbonate, but the resistance to solvents and the penetration properties of impregnated paper oil are better with diluted material than with undiluted material. Thus, it is clear that advantageous results are obtained by the use of certain types of polymers such as polyvinyl acetate, polyacrylate and polyvinyl chloride.

Exemple 8 Example 8

Le papier selon l'invention a une bonne résistance à l'abrai-son bien que le mélange utilisé pour l'imprégnation soit dilué par une charge présente en pourcentage important, et bien qu'il soit possible que la matière d'imprégnation forme bien moins de la moitié du poids du papier. Lors de la détermination de la résistance à l'abrasion du papier selon l'invention, on imprègne The paper according to the invention has good resistance to bruising although the mixture used for the impregnation is diluted by a filler present in a large percentage, and although it is possible that the impregnation material forms well less than half the weight of the paper. When determining the abrasion resistance of the paper according to the invention, it is impregnated

50 50

les feuilles de papier de base de l'exemple 1 avec divers polymères rigides et divers mélanges polymère-charge selon le procédé décrit dans l'exemple 1. L'acétate de polyvinyle est du type « Vinac» 880, le polyacrylate est du type «Rhoplex» 407, et le chlorure de polyvinyle est du type «Geon» 351. Les feuilles subissent l'essai d'abrasion Tabor décrit dans la norme TAPPI T 476 ts-63. On utilise une meule abrasive H-18 au cours de ' l'essai, et on compte le nombre de cycles de rotation de la meule jusqu'à formation d'un trou dans la feuille. Le tableau VIII donne les résultats obtenus. the base paper sheets of Example 1 with various rigid polymers and various polymer-filler mixtures according to the process described in Example 1. The polyvinyl acetate is of the “Vinac” 880 type, the polyacrylate is of the “ Rhoplex ”407, and polyvinyl chloride is of the“ Geon ”type 351. The leaves undergo the Tabor abrasion test described in standard TAPPI T 476 ts-63. An H-18 abrasive wheel is used during the test, and the number of cycles of rotation of the wheel is counted until a hole is formed in the sheet. Table VIII gives the results obtained.

Tableau VIII Table VIII

Essai comparatif d'abrasion Tabor Roue de rugosité H-18 Tabor abrasion comparison test Roughness wheel H-18

55 55

Matière d'imprégnation Impregnation material

Cycles Cycles

Teneur en Content

jusqu'à until

matière matter

usure d'imprégnation acétate de polyvinyle seul* impregnation wear of polyvinyl acetate alone *

600 600

31,7 31.7

acétate de polyvinyle/30% CaC03 polyvinyl acetate / 30% CaC03

530 530

32,2 32.2

acétate de polyvinyle/30% argile polyvinyl acetate / 30% clay

800 800

32,0 32.0

polyacrylate seul* polyacrylate alone *

1500 1500

39,5 39.5

polyacrylate/40% CaC03 polyacrylate / 40% CaC03

1700 1700

28,3 28.3

chlorure de polyvinyle seul* polyvinyl chloride alone *

354 354

43,2 43.2

chlorure de polyvinyle/40% CaC03 polyvinyl chloride / 40% CaCO3

400 400

42,0 42.0

papier de base non traité untreated base paper

20-50 20-50

0 0

* comparativ seulement * comparison only

Les résultats du tableau montrent que la résistance à l'aora-sion d'une feuille de papier imprégnée par un mélange d'acétate de The results of the table show that the resistance to water absorption of a sheet of paper impregnated with a mixture of acetate

10 10

616 717 616,717

polyvinyle rigide et d'une charge minérale telle que le carbonate de calcium, est seulement légèrement inférieure (530 cycles) à celle d'un papier imprégné par de l'acétate de polyvinyle seul (600 cycles). Une feuille imprégnée d'acétate de polyvinyle dilué par de l'argile, dans les proportions indiquées, a une résistance à l'abrasion qui est même supérieure à celle d'une feuille imprégnée d'acétate de polyvinyle seul. Une feuille imprégné de polyacrylate dilué par du carbonate de calcium a aussi une meilleure résistance à l'abrasion qu'une feuille imprégnée du polyacrylate seul. La résistance à l'abrasion d'une feuille imprégnée par un mélange de chlorure de polyvinyle dilué par une charge a une résistance à l'abrasion légèrement supérieure (400 cycles) à celle d'une feuille analogue imprégnée par le chlorure de polyvinyle seul. rigid polyvinyl and a mineral filler such as calcium carbonate, is only slightly lower (530 cycles) than that of a paper impregnated with polyvinyl acetate alone (600 cycles). A sheet impregnated with polyvinyl acetate diluted with clay, in the proportions indicated, has an abrasion resistance which is even higher than that of a sheet impregnated with polyvinyl acetate alone. A sheet impregnated with polyacrylate diluted with calcium carbonate also has better abrasion resistance than a sheet impregnated with polyacrylate alone. The abrasion resistance of a sheet impregnated with a mixture of polyvinyl chloride diluted by a filler has an abrasion resistance slightly higher (400 cycles) than that of a similar sheet impregnated with polyvinyl chloride alone.

Exemple 9 Example 9

On doit imprégner la dispersion précitée dans le papier selon l'invention, car la simple application sous forme d'un revêtement ne convient pas. On démontre ce fait par imprégnation et revêtement de feuilles d'un papier de base ayant une force de 88,1 g/m2 et une épaisseur de 140 microns avec une composition polymère-charge. Par exemple, on imprègne une feuille d'un papier de base par la composition de l'exemple 1 et 5 on revêt une autre feuille du même papier par la composition comme décrit dans l'exemple 1 du brevet précité des Etats-Unis d'Amérique n° 3 634 298, mais on remplace le polymère de synthèse de l'exemple 1 du brevet précité par l'acétate de polyvinyle «Vinac» 880 qui a une température Tg de 31° C, Ki pour la formation de la dispersion aqueuse argile-polymère. La dispersion contient 55 % en poids du mélange argile-polymère, à raison de 83 % d'argile pour 17% de polymère. On applique la dispersion résultante sur une face du papier de base sous forme d'un revêtement, à l'aide d'une barre Meyer comme décrit dans i5 l'exemple 1 du brevet précité. On sèche ensuite le papier revêtu pendant 1 min à 149° C. The above dispersion should be impregnated in the paper according to the invention, since simple application in the form of a coating is not suitable. This is demonstrated by impregnating and coating sheets of base paper having a strength of 88.1 g / m2 and a thickness of 140 microns with a polymer-filler composition. For example, a sheet of base paper is impregnated with the composition of Example 1 and 5 another sheet of the same paper is coated with the composition as described in Example 1 of the aforementioned United States patent. America No. 3,634,298, but the synthetic polymer of Example 1 of the aforementioned patent is replaced by polyvinyl acetate "Vinac" 880 which has a temperature Tg of 31 ° C, Ki for the formation of the aqueous dispersion clay-polymer. The dispersion contains 55% by weight of the clay-polymer mixture, at a rate of 83% of clay for 17% of polymer. The resulting dispersion is applied to one side of the base paper in the form of a coating, using a Meyer bar as described in Example 1 of the aforementioned patent. The coated paper is then dried for 1 min at 149 ° C.

On détermine ensuite, sur les papiers revêtus et imprégnés, les propriétés de résistance à la déchirure et à l'éclatement et d'endurance au pliage, et le tableau IX donne les résultats zu obtenus. Next, on the coated and impregnated papers, the properties of tear resistance and bursting and of endurance in folding are determined, and Table IX gives the results obtained.

Tableau IX Echantillon Table IX Sample

Pigment Pigment

«Vinac» "Vinac"

% %

Epaisseur Densité g/cm3 Thickness Density g / cm3

Résistance à la déchirure (XD) Tear resistance (XD)

Résistance à l'éclatement Mullen, 102 Pa Bursting resistance Mullen, 102 Pa

Humidité Humidity

relative relative

10-20% 10-20%

Humidité Humidity

relative relative

90% 90%

Résistance à la désagrégation, g/cm papier de base* Resistance to disintegration, g / cm base paper *

140 140

0,63 0.63

115 115

2,30 2.30

502 502

1633 1633

80 80

papier de 30,3 138 30.3 138 paper

base imprégné impregnated base

0,92 89 5,35 0.92 89 5.35

1284 7018 320 1284 7018 320

papier de 24,7 160 0,73 136 3,36 356 1065 80 24.7 160 0.73 136 3.36 356 1065 80 paper

base revêtu* coated base *

* comparatif seulement * comparison only

Le tableau qui précède indique que l'imrpégnation réduit la résistance à la déchirure d'environ 13% alors que le revêtement l'augmente d'environ 12%. L'imprégnation fait plus que doubler la résistance à l'éclatement alors que le révêtement ne l'augmente que de 50% environ. Au cours de l'essai de pliage, l'imprégnation fait bien plus que doubler l'endurance au pliage (même pour l'humidité relative faible de 10 à 20%) alors que le revêtement réduit en réalité cette endurance d'environ 30%. La résistance à la désagrégation du papier est la même quecelle du papier de base, mais celle du papier imprégné dépasse 320 g/ The table above indicates that the impregnation reduces the tear resistance by approximately 13% while the coating increases it by approximately 12%. Impregnation more than doubles the burst strength while the coating increases it by only about 50%. During the bend test, the impregnation does much more than double the bending endurance (even for low relative humidity from 10 to 20%) while the coating actually reduces this endurance by about 30% . The resistance to disintegration of paper is the same as that of base paper, but that of impregnated paper exceeds 320 g /

cm, le papier se déchirant alors sans se désagréger. En consé-45 quence, les résultats qui précèdent indiquent que le mélange polymère-charge doit être impréné dans la feuille de papier et non simplement appliqué à la surface sous forme d'un revêtement. cm, the paper then tearing without falling apart. Consequently, the foregoing results indicate that the polymer-filler mixture should be impregnated into the sheet of paper and not simply applied to the surface as a coating.

L'invention concerne donc un papier dense qui possède les s» propriétés avantageuses des papiers denses, les propriétés indésirables de ces derniers étant cependant améliorées si bien que le papier selon l'invention est utile dans de nombreuses applications. En ourtre, les papiers denses selon l'invention peuvent être fabriqués de façon rentable avec des vitesses relativement 55 élevées des machines de fabrication du papier. The invention therefore relates to a dense paper which has the advantageous properties of dense papers, the undesirable properties of the latter however being improved so that the paper according to the invention is useful in numerous applications. In addition, the dense papers according to the invention can be made cost-effectively with relatively high speeds of papermaking machines.

Claims (14)

616 717616,717 1. Papier dense ayant une bonne résistance à la pénétration des huiles et des solvants, caractérisé en ce qu'il comprend une feuille de fibres de cellulose ainsi qu'un matériel d'imprégnation dispersé dans la feuille, celle-ci comportant, par rapport au poids total du papier fini, 8,5 à 50% en poids de matériel d'imprégnation lequel, par rapport à son poids total, consiste en 35 à 90 % en poids d'une metière polymérisée rigide ayant une température de transition vitreuse comprise entre 15 et 60° C, et en 10 à 65% en poids de charge inerte compatible. 1. Dense paper having good resistance to the penetration of oils and solvents, characterized in that it comprises a sheet of cellulose fibers as well as an impregnation material dispersed in the sheet, the latter comprising, with respect to on the total weight of the finished paper, 8.5 to 50% by weight of impregnation material which, relative to its total weight, consists of 35 to 90% by weight of a rigid polymerized material having a glass transition temperature included between 15 and 60 ° C, and in 10 to 65% by weight of compatible inert filler. 2. Papier selon la revendication 1, caractérise en ce que la température de transition vitreuse de la matière polymérisée est comprise entre 22 et 44° C. 2. Paper according to claim 1, characterized in that the glass transition temperature of the polymerized material is between 22 and 44 ° C. 2 2 REVENDICATIONS 3. Papier selon l'une des revendications précédentes, présentant, à l'état fini, avant son calandrage, une densif égale ou supérieure à 0,69 g/cm3 et inférieure à 0,90 g/cm3. 3. Paper according to one of the preceding claims, having, in the finished state, before calendering, a density equal to or greater than 0.69 g / cm3 and less than 0.90 g / cm3. 4. Papier selon l'une des revendications précédentes, comportant, par rapport à son poids total à l'état fini, 15 à 40% en poids de matériel d'imprégnation. 4. Paper according to one of the preceding claims, comprising, relative to its total weight in the finished state, 15 to 40% by weight of impregnation material. 5. Papier selon l'une des revendications précédentes, comportant, par rapport au poids du matériel d'imprégnation, 20 à 65 % en poids de charge inorganique. 5. Paper according to one of the preceding claims, comprising, relative to the weight of the impregnation material, 20 to 65% by weight of inorganic filler. 6. Papier selon l'une des revendications précédentes dans lequel la matière polymérisée est choisie parmi les copolymères et les homopolymères de l'acétate de vinyl, d'un acrylate, du chlorure de vinyl, et des mélanges de ces substances. 6. Paper according to one of the preceding claims in which the polymerized material is chosen from copolymers and homopolymers of vinyl acetate, an acrylate, vinyl chloride, and mixtures of these substances. 7. Papier selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la charge inorganique comporte du kaolin, du carbonate de calcium, du mica, du talc, ou des mélanges de ces substances. 7. Paper according to one of the preceding claims, in which the inorganic filler comprises kaolin, calcium carbonate, mica, talc, or mixtures of these substances. 8. Procédé de fabrication du papier dense selon la revendication 1, caractérisé par les étapes successives de faire avancer une bande de papier, d'imprégner la feuille de papier lors de son avancement en y appliquant uns surdose de dispersion aqueuse qui contient un mélange comprenant, par rapport au poids total du mélange, 35 à 90% en poids d'une matière polymérisée rigide et 10 à 65% en poids d'une charge inerte, la matière ploymérisée rigide présentant une température de transition vitreuse de 15 à 60° C, de faire passer la feuille da papier entre des rouleaux de pression opposés, de manière à assurer la pénétration de la dispersion dans la feuille de papier ainsi qu'à éliminer l'excès de dispersion et de chauffer la feuille après son passage entre les rouleaux opposés et après l'élimination de l'excès de dispersion, de manière à faire fondre le mélange dispersé dans la feuille â la proportion de 8,5 à 50% du poids total de la feuille à sec. 8. A method of manufacturing dense paper according to claim 1, characterized by the successive steps of advancing a strip of paper, of impregnating the sheet of paper during its advancement by applying thereto an overdose of aqueous dispersion which contains a mixture comprising , relative to the total weight of the mixture, 35 to 90% by weight of a rigid polymerized material and 10 to 65% by weight of an inert filler, the rigid ploymerized material having a glass transition temperature of 15 to 60 ° C. , to pass the sheet of paper between opposite pressure rollers, so as to ensure the penetration of the dispersion into the paper sheet as well as to eliminate the excess dispersion and to heat the sheet after it has passed between the rollers opposite and after removal of the excess dispersion, so as to melt the mixture dispersed in the sheet in the proportion of 8.5 to 50% of the total weight of the sheet when dry. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la feuille da papier non imprégnée, avant son calandrage et à l'état sec, a une densité entre ses surfaces opposées comprise entre 0,45 et 0,70 g/cm3. 9. Method according to claim 8, characterized in that the sheet of unimpregnated paper, before calendering and in the dry state, has a density between its opposite surfaces of between 0.45 and 0.70 g / cm3. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le matériel polymérisé est choisi parmi les homopolymères et les copolymères de l'acétate de polyvinyle, d'un acrylate, du chlorure de vinyle, ainsi que des mélanges de ces substances. 10. Method according to claim 8 or 9, characterized in that the polymerized material is chosen from homopolymers and copolymers of polyvinyl acetate, an acrylate, vinyl chloride, as well as mixtures of these substances. 11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la charge inerte est choisie parmi le kaolin, le carbonate de calcium, le mica, le talc et les mélanges de ces substances. 11. Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that the inert filler is chosen from kaolin, calcium carbonate, mica, talc and mixtures of these substances. 12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'on utilise une dispersion aqueuse comprenant, par rapport à son poids total, 12,5 à 60% en poids dudit mélange. 12. Method according to one of claims 8 to 11, characterized in that an aqueous dispersion is used comprising, relative to its total weight, 12.5 to 60% by weight of said mixture. 13. Procédé selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'on utilise une feuille de papier qui, à l'état non imprégné dudit mélange, a une densité de 0,54 à 0,69 g/cm3. 13. Method according to one of claims 8 to 12, characterized in that a sheet of paper is used which, in the non-impregnated state of said mixture, has a density of 0.54 to 0.69 g / cm3. 14. Procédé selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce qu'on utilise une feuille de papier qui, avant son imprégnation, est pratiquement libre de tout encollage. 14. Method according to one of claims 8 to 13, characterized in that a sheet of paper is used which, before its impregnation, is practically free of any sizing.
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