EP0322287B1 - Feuille préparée par voie humide, utilisable comme support de revêtement - Google Patents

Feuille préparée par voie humide, utilisable comme support de revêtement Download PDF

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EP0322287B1
EP0322287B1 EP19880403202 EP88403202A EP0322287B1 EP 0322287 B1 EP0322287 B1 EP 0322287B1 EP 19880403202 EP19880403202 EP 19880403202 EP 88403202 A EP88403202 A EP 88403202A EP 0322287 B1 EP0322287 B1 EP 0322287B1
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EP
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fact
optionally
sheet according
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thermoplastic powder
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Pierre Fredenucci
Jean-Bernard Berhaut
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ArjoWiggins SAS
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    • D21H17/68—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments siliceous, e.g. clays
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/697—Containing at least two chemically different strand or fiber materials

Definitions

  • the invention relates to a sheet prepared by papermaking and usable as a substitute for products known under the name of impregnated glass veils.
  • the flocculant is for example a cationic agent which confers positive charges on the cellulosic fiber.
  • the flocculating agent is added in two stages and allows improved retention of the thermoplastic powders and fillers.
  • Patent application EP-A-0 039 292 of the applicant describes a sheet material obtained on a paper machine, from an aqueous composition comprising reinforcing fibers which are not cellulosic, a thermoplastic resin powder, a polyolefin paste, a binder and at least one flocculating agent.
  • This material is intended to be used in hot forming processes, involving a fusion of the thermoplastic powder and the polyolefin paste. This material is hot-consolidated; before the thermoplastic powder and the polyolefin paste melt, these mechanical characteristics are insufficient for it to be used as it is and in particular as a coating support.
  • Patent application FR-A-2 530 274 by the applicant describes a paper sheet, the dimensional stability of which is improved by adjusting the quantity of glass fibers.
  • the layer is then heat treated to cause partial gelation of the thermoplastic powders.
  • the user of such a paper sheet thus impregnated, deposits the various compositions of thermoplastic material to obtain a coating, for example a floor covering or wall covering.
  • Such paper sheets must have excellent physical characteristics.
  • the sheets must withstand passage through industrial ovens up to high temperatures, in particular during the manufacture of these floor or wall coverings.
  • the support paper sheets must therefore be heat resistant.
  • the level necessary to obtain a stable product after laying depends on the thickness and / or grammage of the sheet.
  • an elongation of 0.25% in the cross direction seems to be a limit not to be exceeded.
  • the Applicant has found that the particle size of the thermoplastic powder has an influence on the R.T.D. and that by using powders with a large particle size compared to the powders usually used in stationery (maximum particle size: 5 micrometers), the R.T.D. while increasing the thickness of the sheet.
  • the invention therefore relates to a new sheet prepared by the papermaking process, having a tensile-delamination resistance. greater than 300 N / m, usable as a coating support, comprising cellulose fibers, non-cellulose fibers, at least one flocculant, at least one thermoplastic powder, at least one binder, optionally fillers and additives, said sheet optionally coated on at least one side with an impregnation layer comprising at least one plasticizer of the thermoplastic powder.
  • thermoplastic powders are used whose average particle size is between 25 and 60 micrometers.
  • P.V.C. powders obtained by suspension polymerization can be used, the average particle size of which is between 25 and 60 micrometers. More preferably, it is possible to use P.V.C. powders obtained by suspension polymerization, the average particle size of which is between 25 and 50 micrometers.
  • the laboratory tests E 14.12.87 and E 15.12.87 and the industrial test E 2137 correspond to the first mass composition.
  • the coating sauce the composition of which is given in Table I, is applied to only one side of the sheet.
  • the industrial test E 2145 corresponds to the second mass composition.
  • the coating sauce the composition of which is given in Table I, is applied to both sides of the sheet.
  • the hot tensile strength is measured as follows: an Adamel-Lhomargy DY 22 device is used, with a 10 daN load cell, a recorder and an Adamel-Lhomargy CE 02 heating chamber.
  • the tensile-delamination resistance is measured as follows:
  • Table I therefore shows that it is possible to produce a sheet by the papermaking route, usable as a coating support and having all the physical properties targeted by the invention.
  • the basic composition of the sheet and the composition of the coating sauce are those of test E 15.12.87.
  • the coating sauce is applied to both sides of the sheet.
  • the removal is 70 g / m2.
  • Figure 1 shows the evolution of the hand and the R.T.D. depending on the grain size.
  • thermoplastic powder is imposed by the powdering of the sheet. Such dusting would cause fouling of the paper machine and also of the material during the operations of coating the thermoplastic layers at the transformers.
  • the Applicant has observed dusting for an average particle size greater than 60 micrometers.
  • the average particle size of the thermoplastic powder must therefore be between 25 and 60 micrometers and preferably between 25 and 50 micrometers.
  • Table II shows the particle size of the powders according to the polymerization method.
  • thermoplastic powder should not be limited to the PVC homopolymer. Indeed, it is obvious that any polymer developing, after melting, plasticization or gelation, a high binding power may be suitable, in particular vinyl chloride / vinyl acetate; vinyl chloride / vinyl acetate / ethylene terpolymers.
  • plasticized P.V.C. powders can come from recycled P.V.C. obtained by grinding already plasticized P.V.C., which was in the form of films, sheets or tubes manufactured according to different processing techniques.
  • These pre-laminated P.V.C. powders can also come from mixtures called “wetblends” or “dryblends”.
  • Di (2-ethylhexyl) phthalate can be used as plasticizer and also dibutyl phthalate, benzyl butyl phthalate, dihexyl phthalate, diisononyl phthalate, tricresylphosphate or any other plasticizer, usually for the transformation of poly (vinyl chloride).
  • composition of the mass is as follows (the quantities are expressed by weight of dry products):
  • composition of the coating sauce applied to the sheet in size-press is as follows (the quantities are expressed by weight of dry products):
  • any cellulosic fiber or mixtures of these fibers can be used.
  • Non-cellulosic fibers are mineral or organic fibers.
  • cut glass fibers with a diameter between 7 and 12 micrometers and a length between 3 and 6 mm.
  • the flocculants which can be used are for example the following: Aluminum sulphate Aluminum polychloride (aluminum hydroxychloride) Sodium and calcium aluminate Mixture of polyacrylic acid and polyacrylamide Polyethyleneimine Copolymer of acrylamide and ⁇ -methacrylyloxyethyltrimethylammonium methyl sulfate Polyamine-epichlorohydrin and diamine-propylmethylamine resin Polyamine-epichlorohydrin resin Polyamide-polyamine-epichlorohydrin resin Cationic polyamide-polyamine resin Condensation products of aromatic sulfonic acids with formaldehyde Sodium pretreated epoxy polyamino amide Aluminum acetate Aluminum form Mixture of aluminum acetate, sulfate and formate Aluminum chloride (AlCl3) Cationic starch
  • the usable loads are for example the following: Talc: Complex magnesium silicate - Particles from 1 to 50 micrometers, preferably 2 to 50 micrometers -. Specific weight from 2.7 to 2.8.
  • Kaolin Aluminum silicate hydrate complex - particles from 1 to 50 micrometers, preferably 2 to 50 micrometers - specific weight 2.58.
  • Natural calcium carbonate particles from 1.5 to 50 micrometers, preferably 1.8 to 30 micrometers - specific weight: 2.7. Above-mentioned calcium carbonate: particles of 1.5 to 20 micrometers, preferably 2 to 20 micrometers - specific weight: 2.7.
  • Natural barium sulphate particles from 2 to 50 micrometers specific gravity about 4.4 - 4.5.
  • Precipitated barium sulphate particles 2 to 20 micrometers specific gravity about 4.35.
  • Diatomic silica particles from 2 to 50 micrometers - specific gravity about 2 to 2.3. Satin white: calcium sulfoaluminate hydrates.
  • Natural calcium sulphate particles from 2 to 50 micrometers specific gravity about 2.32 to 2.96.
  • Hydrated alumina particles from 2 to 50 micrometers.
  • Sodium and calcium aluminate particles from 1 to 20 micrometers - specific weight 2.2.
  • Sodium silicoaluminate particles from 1 to 20 micrometers specific gravity about 2.12.
  • Rutile titanium particles from 0.5 to 10 micrometers - specific gravity about 4.2.
  • Titanium anatase particles from 0.5 to 10 micrometers - specific gravity around 3.9.
  • Magnesium hydroxide particles from 2 to 50 micrometers.
  • Alumina hydroxide particles from 2 to 50 micrometers. Note : the specific weight is expressed in g / ml.
  • calcium carbonate will be used which gives the sheet better heat resistance.
  • the adjuvants known in the paper industry such as anti-foaming agents, agents for dry resistance, wet resistance, rot-proofing, antioxidants, dyes, flame retardants, etc.
  • Polyvinyl chloride thermal stabilizers commonly used and which are miscible in plasticizers or water are suitable; preferably used barium and zinc salts.
  • the level of flocculants will be adapted by a person skilled in the art; it depends on the quantity of materials introduced and in particular on the level of binder.
  • the percentage of the second flocculant is given relative to the dry weight of the mass arriving in the headbox. The total of the above percentages, except the percentage of the second flocculant, must be equal to 100.
  • thermoplastic powder / filler ratio Table V
  • composition of the mass is as follows:
  • composition of the "coating sauce” is that of test 15.12.87
  • the grammage of the paper sheet obtained according to the invention depends on the thickness and on the mass composition, in particular on the particle size of the powders used and on the possible deposition of the "coating sauce”; in all cases, it is greater than 200 g / m2 for a thickness of 500 micrometers.

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Description

  • L'invention concerne une feuille préparée par voie papetière et utilisable comme produit de substitution des produits connus sous le nom de voiles de verre imprégnés.
  • On a déjà proposé des produits de substitution de ces voiles de verre. La demande de brevet FR-A-2 461 061 de la demanderesse décrit des produits obtenus en formant une feuille sur une machine à papier à toile plate ou à forme ronde, à partir d'une composition aqueuse, en enlevant l'eau de la feuille ainsi formée sur la toile et en la séchant. La composition aqueuse comprend :
    • des fibres cellulosiques,
    • des fibres non cellulosiques,
    • au moins une poudre thermoplastique,
    • au moins un liant,
    • éventuellement des charges.
  • Le floculant est par exemple un agent cationique qui confère des charges positives à la fibre cellulosique. Selon la demande de brevet EP-A-0 006 390 de la demanderesse, l'agent de floculation est ajouté en deux étapes et permet une rétention améliorée des poudres thermoplastiques et des charges.
  • La demande de brevet EP-A-0 039 292 de la demanderesse décrit un matériau en feuille obtenu sur une machine à papier, à partir d'une composition aqueuse comprenant des fibres de renforcement qui ne sont pas cellulosiques, une poudre de résine thermoplastique, une pâte de polyoléfine, un liant et au moins un agent floculant. Ce matériau est destiné à être utilisé dans les procédés de façonnage à chaud, impliquant une fusion de la poudre thermoplastique et de la pâte de polyoléfine. Ce matériau est consolidé à chaud ; avant la fusion de la poudre thermoplastique et de la pâte de polyoléfine, ces caractéristiques mécaniques sont insuffisantes pour qu'il soit utilisé tel quel et notamment comme support de revêtement.
  • La demande de brevet FR-A-2 530 274 de la demanderesse décrit une feuille papetière dont on améliore la stabilité dimensionnelle en réglant la quantité de fibres de verre. Dans cette publication on prévoit d'effectuer un couchage ou une imprégnation de la feuille papetière ainsi obtenue, par une composition aqueuse contenant notamment un plastifiant, des poudres thermoplastiques et un émulsionnant. La couche est ensuite traitée thermiquement pour provoquer la gélification partielle des poudres thermoplastiques. L'utilisateur d'une telle feuille papetière ainsi imprégnée, dépose ensuite les diverses compositions de matière thermoplastique pour obtenir un revêtement, par exemple un revêtement de sol ou revêtement mural.
  • De telles feuilles papetières doivent posséder des caractéristiques physiques excellentes.
  • Les feuilles doivent résister au passage dans des fours industriels jusqu'à des températures élevées, notamment lors de la fabrication de ces revêtements de sols ou muraux. Il faut donc que les feuilles papetières support soient résistantes à chaud.
  • On a cherché, par ailleurs, pour les revêtements de sol à obtenir des feuilles support de revêtement qui aient une bonne résistance à la traction-délamination (R.T.D.). En effet, si ce paramètre n'est pas correct, la feuille peut se délaminer dans son épaisseur lors de cette utilisation.
  • Enfin, pour cette même utilisation de revêtement de sol, il est nécessaire d'obtenir des produits particulièrement stables dimensionnellement.
  • Pour des raisons économiques, on a cherché à obtenir des feuilles aussi peu denses que possible.
  • L'invention vise à résoudre ces problèmes. Le but de l'invention est donc d'obtenir une feuille par voie papetière, utilisable comme support de revêtement pour fabriquer des revêtements de sols ou muraux et qui ait les propriétés physiques suivantes :
    • une R.T.D. satisfaisante, supérieure à 300 N/m, plus préférentiellement 500 N/m et au-delà,
    • une épaisseur suffisante, supérieure à 350 micromètres et préférentiellement supérieure à 450 micromètres et voire 500 micromètres,
    • une forte main,
    • une stabilité dimensionnelle à l'humidité élevée.
  • Enfin, pour des raisons d'impératifs de fabrication, on recherche avec ces propriétés une rigidité suffisante et simultanément, une résistance à chaud de la feuille car elle est destinée à être revêtue d'une matière plastique et ensuite soumise à la chaleur.
  • En ce qui concerne la stabilité dimensionnelle à l'humidité, le niveau nécessaire à l'obtention d'un produit stable après pose, c'est-à-dire sans roulage et sans gondolage, dépend de l'épaisseur et/ou du grammage de la feuille. Ainsi, pour un produit épais, dans des épaisseurs de 400 micromètres ou plus, une allongement de 0,25% dans le sens travers semble être une limite à ne pas dépasser.
  • Or, l'homme du métier sait que ces impératifs sont souvent incompatibles entre eux. Ainsi, l'homme du métier prévoit que si l'épaisseur de la feuille augmente, sa résistance à la traction-délamination diminue. On comprend aisément qu'un carton épais se délamine plus facilement qu'un carton mince. On appelle, en effet, carton, toute feuille papetière qui a un grammage important, à savoir plus de 200 g/m2.
  • Or, de manière surprenante et de façon tout-à-fait imprévisible, la demanderesse a constaté que la granulométrie de la poudre thermoplastique a une influence sur la R.T.D. et qu'en utilisant des poudres à forte granulométrie par rapport aux poudres utilisées habituellement en papeterie (granulométrie maximale : 5 micromètres), on conserve la R.T.D. tout en augmentant l'épaisseur de la feuille.
  • L'invention concerne donc une nouvelle feuille préparée par voie papetière, ayant une résistance à la traction-délamination supérieure à 300 N/m, utilisable comme support de revêtement, comprenant des fibres cellulosiques, des libres non cellulosiques, au moins un floculant, au moins une poudre thermoplastique, au moins un liant, éventuellement des charges et des additifs, ladite feuille étant éventuellement revêtue sur au moins une face d'une couche d'imprégnation comprenant au moins un plastifiant de la poudre thermoplastique.
  • Selon l'invention, on utilise des poudres thermoplastiques dont la granulométrie moyenne est comprise entre 25 et 60 micromètres. De préférence, on peut utiliser des poudres de P.V.C. obtenues par polymérisation en suspension dont la granulométrie moyenne est comprise entre 25 et 60 micromètres. Plus préférentiellement, on peut utiliser des poudres de P.V.C. obtenues par polymérisation en suspension dont la granulométrie moyenne est comprise entre 25 et 50 micromètres.
  • Enfin la propriété de traction à chaud et la rigidité sont améliorées lorsqu'on utilise comme sauce de couchage ou d'imprégnation une composition aqueuse de plastifiant en mélange avec un émulsifiant et avec un amidon modifié ou non.
  • La description suivante permettra de comprendre, à l'aide d'une première série d'exemples, comment l'invention peut être mise en pratique.
    • a) On fabrique selon une première étape une feuille papetiére à partir d'une composition aqueuse comprenant le mélange de base suivant : (les quantités sont données en poids de produits secs).
      Figure imgb0001
      Figure imgb0002

      Le mélange est dilué dans les circuits de tête de la machine à papier à la concentration nécessaire pour l'obtention du grammage souhaité.
      On introduit par ailleurs, juste avant la caisse de tête, en continu :
      Figure imgb0003

      On obtient, après passage sur la toile d'une machine à papier Foudrinier, enlèvement de l'eau et séchage de manière traditionnelle, des feuilles dont le grammage est d'au moins 220 g/m2.
    • b) On effectue ensuite une imprégnation de la feuille obtenue par une composition de revêtement ou "sauce de couchage" à l'aide d'une size press. La sauce de couchage peut être appliquée, soit sur une face de la feuille soit sur les deux faces. Dans le cas du traitement sur une seule face, l'imprégnation est faite, de préférence, sur la face destinée à recevoir les couches de revêtement visibles après la pose. Cette imprégnation peut être réalisée soit sur machine à papier industrielle, soit sur size-press de laboratoire.
  • Un autre exemple de réalisation de l'invention peut être fait selon le mode opératoire décrit précédemment, mais la composition de masse est la suivante (les quantités sont données en poids de produits secs) :
    Figure imgb0004
  • Les essais en laboratoire E 14.12.87 et E 15.12.87 et l'essai industriel E 2137 correspondent à la première composition de masse. La sauce de couchage dont la composition est donnée tableau I est appliquée sur une seule face de la feuille.
  • L'essai industriel E 2145 correspond à la seconde composition de masse. La sauce de couchage dont la composition est donnée tableau I est appliquée sur les deux faces de la feuille.
  • Les résultats pour ces quatre essais sont présentés dans le tableau I.
    Figure imgb0005
  • La résistance à la traction à chaud est mesurée de la manière suivante : on utilise un appareil Adamel-Lhomargy DY 22, avec une cellule de charge de 10 daN, un enregistreur et une enceinte chauffante Adamel-Lhomargy CE 02.
  • On place les deux machoires à l'intérieur de la boite chauffante, on élève la température à la valeur choisie (200 °C), on introduit rapidement (5 secondes) l'éprouvette de papier (140 mm x 15 mm) entre les deux machoires séparées de 100 mm, on laisse l'échantillon pendant 2 minutes à la température, avant d'effectuer la rupture selon la norme standard ISO 1924/1976. Enfin, on fait la moyenne de cinq mesures.
  • La résistance à la traction-délamination est mesurée de la manière suivante :
    • 1) Principe
    • 1.1. On effectue un revêtement sur les deux faces du papier avec un P.V.C. sous forme de plastisol dont la composition est choisie pour représenter le type de plastisol le plus couramment utilisé en Europe. Elle comprend :
      Figure imgb0006
    • 1.2. On fait la gélification puis l'expansion
    • 1.3. On évalue la force de délamination à l'aide d'un appareil conventionnel.
    2) Méthode
    • 2.1. Revêtement et gélification
      • papier coupé aux dimensions 16 cm x 20 cm (ou plus).
      • revêtement de P.V.C. 450 g/m2 avec une lame.
      • gélification du P.V.C. 2 min. à 160 °C.
    • 2.2. Expansion
      • On maintient l'échantillon revêtu de P.V.C. sur les deux côtés dans une étuve ventilée.
      • On ajuste le temps de traitement à 200 °C pour obtenir une formation de mousse régulière, environ 2 min.
      • On refroidit 5 min.
      • On coupe deux bandes de 50 cm de largeur et 20 à 25 cm de long.
    • 2.3. Délamination
      • On induit la délamination intérieure au papier, manuellement, aux deux extrémités de l'échantillon.
      • On place l'échantillon entre les deux machoires d'un appareil de traction.
      • On maintient horizontal l'échantillon quand on fair agir l'appareil. Vitesse : 10 cm / min.
      • On enregistre la courbe de force de traction. La valeur moyenne de cette courbe donne la résistance à la traction-délamination (R.T.D.).
        Cette résistance s'exprime en cN/cm. La main exprimée en cm3/g s'obtient en divisant l'épaisseur de la feuille par son grammage.
  • Le tableau I montre donc qu'il est possible de réaliser une feuille par voie papetière, utilisable comme support de revêtement et ayant toutes les propriétés physiques visées par l'invention.
    • Limites du domaine de granulométrie de la résine thermoplastique en poudre.
  • Divers essais ont été réalisés avec des poly(chlorure de vinyle) de granulométries moyennes comprises entre 2 et 80 micromètres.
  • La composition de base de la feuille et la composition de la sauce de couchage sont celles de l'essai E 15.12.87. La sauce de couchage est appliquée sur les deux faces de la feuille. La dépose est de 70 g/m2.
  • Ces divers essais sont mentionnés dans le tableau II.
  • La figure 1 montre l'évolution de la main et de la R.T.D. en fonction de la granulométrie.
  • Au vu des mauvais résultats (figure 1) observés avec les poudres de granulométrie habituellement utilisée en papeterie (granulométrie d'environ 1 à 5 micromètres) et des essais ultérieurs faits avec des poudres de granulométrie moyenne de 20 micromètres, l'homme du métier en aurait conclu qu'on ne peut pas utiliser des poudres dont la granulométrie moyenne est supérieure à 10 micromètres pour atteindre les objectifs physiques fixés. Il n'aurait donc pas cherché à aller au-delà.
  • Au contraire, la demanderesse a vaincu ce préjugé défavorable et a poursuivi les essais. Elle a constaté, à sa grande surprise, qu'en utilisant des poudres encore plus grossières (granulométrie moyenne supérieure ou égale à 25 micromètres), il était possible de retrouver des caractéristiques physiques intéressantes, notamment en ce qui concerne la R.T.D. et la main (voir figure 1). L'augmentation de la main avec la granulométrie de la poudre est de plus un avantage économique pour de tels produits qui sont vendus à l'épaisseur.
  • Toutefois, la limite supérieure de la granulométrie moyenne de la poudre thermoplastique est imposée par le poudrage de la feuille. Un tel poudrage entraînerait l'encrassement de la machine à papier et également du matériel lors des opérations d'enduction des couches thermoplastiques chez les transformateurs.
  • Pratiquement, la demanderesse a observé un poudrage pour une granulométrie moyenne supérieure à 60 micromètres.
  • Selon l'invention, la granulométrie moyenne de la poudre thermoplastique doit donc être comprise entre 25 et 60 micromètres et de préférence entre 25 et 50 micromètres.
  • Le tableau II montre la granulométrie des poudres selon la méthode de polymérisation.
    Figure imgb0007
    • Nature de la résine thermoplastique en poudre
  • Les exemples précédents montrent que l'invention peut être réalisée avec un homopolymère de chlorure de vinyle comme poudre thermoplastique.
  • Cependant la nature de la poudre thermoplastique ne doit pas être restreinte à l'homopolymère P.V.C. En effet, il est évident que tout polymère développant, après fusion, plastification ou gélification, un haut pouvoir liant pourra convenir, en particulier les copolymères chlorure de vinyle/acétate de vinyle ; les terpolymères chlorure de vinyle/acétate de vinyle/éthylène.
  • Peuvent également convenir les poudres de P.V.C. déjà plastifiées. Ces poudres peuvent provenir de P.V.C. recyclé obtenu par broyage de P.V.C. déjà plastifié, qui se présentait sous forme de films, feuilles ou tubes fabriqués selon différentes techniques de mise en oeuvre.
  • Ces poudres de P.V.C. préplastifiées peuvent également provenir de mélanges appelés "wetblends" ou "dryblends".
  • L'emploi d'un "wetblend" pour la réalisation de l'invention peut être fait de la façon suivante (les quantités sont données en poids de produits secs) :
    • a) on réalise préalablement le mélange (wetblend) suivant :
      Figure imgb0008
    • b) Puis, en laboratoire sur formette, on fabrique une feuille papetière comme mentionné précédemment, mais la poudre thermoplastique est remplacée par le mélange contenant le PVC préplastifié (wetblend). Dans cet exemple on n'a pas mis de charge minérale.
    Figure imgb0009
  • Les caractéristiques physiques de la feuille ainsi obtenue sont les suivantes (tableau III)
    Figure imgb0010
  • Ces résultats montrent qu'une poudre de PVC préplastifié et ayant une granulométrie dans la gamme requise selon l'invention peut convenir pour fabriquer une feuille par voie papetière selon l'invention.
    • Nature du plastifiant
  • On peut utiliser comme plastifiant le phtalate de di(2-éthylhexyle) et également le phtalate de dibutyle, le phtalate de benzyle butyle, le phtalate de dihéxyle, le phtalate de diisononyle, le tricrésylphosphate ou tout autre plastifiant, habituellement pour la transformation des poly(chlorure de vinyle).
  • Les exemples suivants présentés tableau 4 illustrent l'utilisation du phtalate de di(2-éthylhexyle) ou D.O.P. du phtalate de benzyle butyle ou B.B.P. du phtalate de dibutyle ou D.B.P.
  • Les échantillons sont fabriqués suivant le mode opératoire décrit pour les essais du tableau I.
  • Pour chaque échantillon, la composition de la masse est la suivante (les quantités sont exprimées en poids de produits secs):
    Figure imgb0011
  • La composition de la sauce de couchage appliquée sur la feuille en size-press est la suivante (les quantités sont exprimées en poids de produits secs) :
    Figure imgb0012
    • Nature des fibres cellulosiques et degré de raffinage
  • Selon l'invention, on peut utiliser toute fibre cellulosique ou des mélanges de ces fibres.
  • Par exemple, on pourra utiliser :
    Pâte de bois résineux traitée à la soude et blanchie
    Pâte de bois résineux traitée à la soude et demi-blanchie
    Pâte de bois résineux traitée à la soude et écrue
    Pâte de bois résineux traitée au bisulfite et blanchie
    Pâte de bois résineux traitée au bisulfite et écrue
    Pâte de bois feuillus traitée à la soude et blanchie
    Pâte de bois feuillus traitée à la soude et demi-blanchie
    Pâte mécanique écrue
    Pâte mécanique blanchie
    Pâte chimique de paille blanchie
    Pâte chimique d'alfa blanchie
    Etant donné que pour les applications visées on recherche, selon l'invention, un bon niveau de stabilité dimensionnelle, il est préférable d'utiliser des fibres cellulosiques faiblement rafinnées notamment entre 15 et 35°SR.
    • Nature des fibres non cellulosiques
  • Les fibres non cellulosiques sont des fibres minérales ou organiques.
  • Par exemple, on pourra utiliser :
    • Fibres de polyéthylène (de préférence 0,8 à 1 mm de longueur)
    • Fibres de verre (de préférence 5 à 15 µm de diamètre et 3 à 6 mm de longueur)
    • Fibres de sulfate de calcium ou gypse aciculaire (de préférence de 0,5 à 3 mm de longueur)
    • Fibres de polyester (de préférence de 3 à 6 mm de longueur)
    • Fibres liantes telles que les fibres d'alcool polyvinylique
    • Fibres de polypropylène (de préférence 0,8 à 1 mm de longueur)
    • Laine de roche (0,1 à 0,3 mm de longueur).
    • Fibres de polyamide
    On pourra également utiliser des mélanges de ces fibres.
    Leur rôle principal est d'apporter la stabilité dimensionnelle au support par rapport à l'eau et aux variations de température, ces deux propriétés étant nécessaires pour les applications envisagées.
  • On utilisera de préférence des fibres de verre coupées, de diamètre comprise entre 7 et 12 micromètres et de longueur comprise entre 3 et 6 mm.
    • Nature de floculant
  • Les floculants utilisables sont par exemple les suivants :
    Sulfate d'aluminium
    Polychlorure d'aluminium (hydroxychlorure d'aluminium)
    Aluminate de sodium et de calcium
    Mélange d'acide polyacrylique et de polyacrylamide
    Polyéthylèneimine
    Copolymère d'acrylamide et de β-méthacrylyloxyéthyltriméthylammonium méthylsulfate
    Résine polyamine-épichlorhydrine et de diamine-propylméthylamine
    Résine polyamine-épichlorhydrine
    Résine polyamide-polyamine-épichlorhydrine
    Résine polyamide-polyamine cationique
    Produits de condensation d'acides sulfoniques aromatiques avec le formaldéhyde
    Polyamino-amide époxyde prétraité à la soude
    Acétate d'aluminium
    Formiate d'aluminium
    Mélange d'acétate, sulfate et formiate d'aluminium
    Chlorure d'aluminium (AlCl₃)
    Amidon cationique
    • Nature de la charge minérale
  • On peut éventuellement ajouter des charges. Les charges utilisables sont par exemple les suivantes :
       Talc : Silicate de magnésium complexe - Particules de 1 à 50 micromètres, de préférence 2 à 50 micromètres -. Poids spécifique de 2,7 à 2,8.
       Kaolin : Silicate d'aluminium hydrate complexe -particules de 1 à 50 micromètres, de préférence 2 à 50 micromètres - poids spécifique 2,58.
       Carbonate de calcium naturel : particules de 1,5 à 50 micromètres, de préférence 1,8 à 30 micromètres - poids spécifique : 2,7.
       Carbonate de calcium précité : particules de 1,5 à 20 micromètres, de préférence 2 à 20 micromètres - poids spécifique : 2,7.
       Sulfate de baryum naturel : particules de 2 à 50 micromètres-poids spécifique environ 4,4 - 4,5.
       Sulfate de baryum précipité : particules 2 à 20 micromètres-poids spécifique environ 4,35.
       Silice de diatomées : particules de 2 à 50 micromètres - poids spécifique environ 2 à 2,3.
       Blanc satin : sulfoaluminate de calcium hydrate.
       Sulfate de calcium naturel : particules de 2 à 50 micromètres-poids spécifique environ 2,32 à 2,96.
       Alumine hydratée : particules de 2 à 50 micromètres.
       Aluminate de sodium et de calcium : particules de 1 à 20 micromètres - poids spécifique 2,2.
       Silicoaluminate de sodium : particules de 1 à 20 micromètres-poids spécifique environ 2,12.
       Titane rutile : particules de 0,5 à 10 micromètres - poids spécifique environ 4,2.
       Titane anatase : particules de 0,5 à 10 micromètres - poids spécifique environ 3,9.
       Hydroxyde de magnésium : particules de 2 à 50 micromètres.
       Hydroxyde d'alumine : particules de 2 à 50 micromètres.
       Note : le poids spécifique est exprimé en g/ml.
    De préférence, on utilisera le carbonate de calcium qui donne à la feuille une meilleure résistance à chaud.
    • Nature du liant
  • Les liants qui peuvent être utilisés selon l'invention sont par exemple les suivants :
    • Amidon natif, notamment amidon de maïs
    • Amidon oxydé
    • Amidon enzymé
    • Carboxyméthylcellulose
    • Copolymère contenant des motifs acryliques et des motifs d'acrylonitrile (latex)
    • Polymère contenant des motifs acrylate d'éthyle, acrylonitrile,N-méthylolacrylamide et d'acrylate de butyle (latex)
    • Polymère comportant des motifs de styrène et de butadiène (latex)
    • Polymère comportant des motifs de styrène et de butadiène et des groupements carboxylés (latex)
    • Poly(chlorure de vinyle) (latex)
    • Poly(acétate de vinyle) (latex)
    • Terpolymère acétate de vinyle/chlorure de vinyle/éthylène (latex)
    On choisira de préférence les latex à motifs vinyliques ou acryliques, en particulier le terpolymère acétate de vinyl/chlorure de vinyle/éthylène. Additifs
  • On peut éventuellement utiliser, de manière classique, les adjuvants connus dans le domaine papetier tels que les agents antimousse, des agents de résistance sèche, de résistance humide, d'imputrescibilité, des antioxydants, des colorants, des agents ignifuges, etc. Les stabilisants thermiques du polychlorure de vinyle utilisés habituellement et qui sont miscibles dans les plastifiants ou l'eau conviennent ; on utilisera de préférence, les sels de baryum et de zinc.
    • Les feuilles obtenues par voie papetière selon l'invention se caractérisent par leur composition de base qui comprend:
    • 5 à 30 % en poids sec de fibres cellulosiques et de préférence 12 à 25%,
    • 1 à 16 % en poids sec de fibres cellulosiques et de préférence 6 à 12%,
    • 35 à 75 % en poids sec de résine thermoplastique sous forme de poudre, et de préférence 45 à 65 % ; la granulométrie moyenne étant comprise entre 25 et 60 micromètres et de préférence entre 25 et 50 micromètres.
    • 0 à 40 % en poids sec de charges minérales et de préférence 0 à 25 % et plus particulièrement, 5 à 16 %,
    • 0,1 à 30 % en poids sec d'au moins un liant et de préférence 4 à 10 %,
    • 0,1 à 3 % en poids sec d'au moins un premier floculant et 0,1 à 0,6 % d'au moins un deuxième floculant ajouté juste avant la caisse de tête, ces deux floculants pouvant être les mêmes.
  • Le taux des floculants sera adapté par l'homme du métier ; il dépend de la quantité de matières introduites et en particulier du taux de liant. Le pourcentage du deuxième floculant est donné par rapport au poids sec de la masse arrivant en caisse de tête. Le total des pourcentages ci-dessus, excepté le pourcentage du deuxième floculant, devra être égal à 100.
  • La composition de revêtement ou "la sauce de couchage" qui peut éventuellement être appliquée sur la feuille en size press, est caractérisée par la formule suivante :
    • 10 à 100 parts de plastifiant pour 100 parts de résine (ici la poudre thermoplastique), et de préférence 20 à 60 parts, et plus particulièrement 35 à 50 parts.
  • (Le taux de plastifiant doit être suffisant pour réaliser une plastification complète de la poudre thermoplastique introduite en masse).
    • 0,1 à 4 parts de stabilisant thermique de la poudre thermoplastique.
    • 0 à 10 parts d'émulsifiant, le taux étant adapté par l'homme du métier.
    • un liant dont le taux est adapté par l'homme du métier selon la dépose de la sauce souhaitée sur la feuille.
    • éventuellement, une charge minérale.
  • Les quatre exemples suivants ont été réalisés en faisant varier le rapport poudre thermoplastique/charge (tableau V).
  • La composition de la masse est la suivante :
    Figure imgb0013
  • La composition de la "sauce de couchage" est celle de l'essai 15.12.87
    Figure imgb0014
  • Le grammage de la feuille papetière obtenue selon l'invention dépend de l'épaisseur et de la composition de masse, en particulier de la granulomètrie des poudres utilisées et de l'éventuelle dépose de la "sauce de couchage" ; dans tous les cas, il est supérieure à 200 g/m2 pour une épaisseur de 500 micromètres.

Claims (13)

  1. Feuille préparée par voie papetière, ayant une résistance à la traction-délamination supérieure à 300 N/m, utilisable comme support de revêtement, comprenant :
    - des fibres cellulosiques,
    - des fibres non cellulosiques,
    - au moins un floculant,
    - au moins une poudre thermoplastique,
    - au moins un liant,
    - éventuellement des charges,
    - éventuellement des additifs,
    la dite feuille est éventuellement revêtue sur au moins une face d'une couche d'imprégnation comprenant au moins un plastifiant de la poudre thermoplastique, caractérisée par le fait que la poudre thermoplastique a une granulométrie moyenne comprise entre 25 et 60 micromètres.
  2. Feuille selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle est formée par voie papetière à l'aide d'une composition aqueuse de masse comprenant en % de poids de produits secs :
    - 5 à 30 % de fibres cellulosiques raffinées entre 15 et 35°SR,
    - 1 à 16 % de fibres non cellulosiques,
    - 35 à 75 % de résine thermoplastique sous forme de poudre dont la granulométrie moyenne est comprise entre 25 et 60 micromètres,
    - 0,1 à 30 % d'au moins un liant,
    - 0,1 à 10 % d'au moins un floculant,
    - éventuellement 0 à 40 % d'au moins une charge minérale,
    le total des composants ci-dessus étant de 100 %.
    - 0,1 à 0,6 % d'au moins un deuxième floculant ajouté juste avant la caisse de tête, le pourcentage étant exprimé en poids sec par rapport au poids sec de la masse.
  3. Feuille selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la poudre thermoplastique a une granulométrie moyenne comprise entre 25 et 50 micromètres.
  4. Feuille selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les fibres non cellulosiques sont des fibres de verre.
  5. Feuille selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la poudre thermoplastique est choisie parmi un polymère à forte teneur en chlorure de vinyle.
  6. Feuille selon l'une des revendications 1 et 5, caractérisée par le fait que le polymère à forte teneur en chlorure de vinyle est un polychlorure de vinyle, préplastifié ou non, éventuellement recyclé, un copolymère chlorure de vinyle/acétate de vinyle, un terpolymère chlorure de vinyle/acétate de vinyle/éthylène.
  7. Feuille selon l'une des revendications 3, 5 et 6, caractérisée par le fait que la poudre thermoplastique est choisie parmi un poly(chlorure de vinyle) préparé par polymérisation en suspension et ayant une granulométrie moyenne comprise entre 25 et 50 micromètres.
  8. Feuille selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que la couche d'imprégnation éventuelle comprend :
    - au moins un plastifiant de la poudre thermoplastique
    - au moins un stabilisant de la poudre thermoplastique
    - éventuellement au moins un émulsifiant
    - éventuellement au moins un liant
    - éventuelement au moins une charge minérale.
  9. Feuille selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que la composition de la couche d'imprégnation éventuelle comprend, pour 100 parts de poudre thermoplastique :
    - 10 à 100 parts d'au moins un plastifiant,
    - 0,1 à 4 parts d'au moins un stabilisant de la poudre thermoplastique
    - éventuellement 0 à 10 parts d'au moins un émulsifiant/
  10. Feuille selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que la plastifiant est choisi parmi les phtalates de di(2-éthylhéxyle), de dibutyle, de benzyle butyle, de dihexyle, de diisonyle ou le tricrésylphosphate.
  11. Feuille selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée par le fait que le liant est choisi parmi l'amidon, l'amidon modifié ou l'amidon oxydé.
  12. Feuille selon l'une des revendications 1,2,8 à 11, caractérisée par le fait qu'elle est formée par voie papetière à l'aide d'une composition aqueuse comprenant en % de poids de produits secs :
    A)
    - 12 à 25% de fibres cellulosiques raffinées entre 15 et 35°SR,
    - 6 à 12 % de fibres non cellulosiques,
    - 45 à 65 % de résine thermoplastique sous forme de poudre dont la granulométrie moyenne est comprise entre 25 et 60 micromètres.
    - 4 à 10 % d'au moins un liant,
    - 0,1 à 10 % d'au moins un floculant
    - éventuellement 0 à 25 % d'au moins un charge minérale.
    Le total des composants ci-dessus étant de 100%.
    B)
    - 0,1 à 0,6 % d'au moins un second floculant le pourcentage étant exprimé en poids sec par rapport à celui de A).
  13. Feuille selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait que la composition de la couche d'imprégnation éventuelle comprend pour 100 parts de résine thermoplastique :
    - 20 à 60 parts d'au moins un plastifiant
    - 0,1 à 4 parts d'au moins un stabilisant de la poudre thermoplastique
    - éventuellement 0 à 10 parts d'au moins un émulsifiant.
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