EP0430770A1 - Amélioration des propriÀ©tés des feuilles papetières à base de fibres cellulosiques - Google Patents

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EP0430770A1
EP0430770A1 EP90403298A EP90403298A EP0430770A1 EP 0430770 A1 EP0430770 A1 EP 0430770A1 EP 90403298 A EP90403298 A EP 90403298A EP 90403298 A EP90403298 A EP 90403298A EP 0430770 A1 EP0430770 A1 EP 0430770A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fibers
mineral
hand
wool
sheets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP90403298A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Michel Conche
Jean-Baptiste Rieunier
Jean-Claude Pommier
Thierry Ivanow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Recherche SA
Original Assignee
Saint Gobain Recherche SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Recherche SA filed Critical Saint Gobain Recherche SA
Publication of EP0430770A1 publication Critical patent/EP0430770A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP 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
    • D21H13/00—Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
    • D21H13/36—Inorganic fibres or flakes
    • D21H13/38—Inorganic fibres or flakes siliceous
    • D21H13/40—Inorganic fibres or flakes siliceous vitreous, e.g. mineral wool, glass fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP 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
    • D21H5/00—Special paper or cardboard not otherwise provided for
    • D21H5/12—Special paper or cardboard not otherwise provided for characterised by the use of special fibrous materials
    • D21H5/14—Special paper or cardboard not otherwise provided for characterised by the use of special fibrous materials of cellulose fibres only
    • D21H5/141—Special paper or cardboard not otherwise provided for characterised by the use of special fibrous materials of cellulose fibres only of fibrous cellulose derivatives
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP 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
    • D21H13/00—Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
    • D21H13/36—Inorganic fibres or flakes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP 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
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution

Definitions

  • the invention relates to sheets based on cellulosic fibers produced by the papermaking process. More specifically, the invention relates to the improvement of certain properties of this type of product.
  • the "hand” is a quality to which users are more and more sensitive. This specific property of paper is, in part, assessed subjectively. A paper with a good hand is appreciated as a quality paper. The hand corresponds to the mass volume of the sheet. With the same grammage, the hand is all the better as the thickness is greater. The user prefers a more "bulky” paper. Regardless of the subjective aspect, an improvement in the hand also results in better "rigidity" of the leaves. For relatively low grammages, the sheets while having sufficient mechanical strengths may be too flexible. It is important, even for these low grammages, to have a certain rigidity.
  • the invention therefore proposes to provide new paper sheets having, in particular, an improvement in the hand and this while remaining in satisfactory cost conditions.
  • the production of paper sheets according to the invention is carried out from a pulp based on cellulosic fibers containing a proportion which does not exceed 25% by weight of mineral wool, said wool being formed of fibers which have the dimensional characteristics of the fibers. produced for thermal insulation.
  • Textile fibers are remarkable for their solidity which they owe to their regularity both in diameter and in length, both being linked to their mode of production. Textile fibers are also distinguished from mineral fibers produced under other conditions, in that their diameter remains relatively large. Typically, the diameter of the "textile" fibers is between 9 and 15 micrometers.
  • a feature of the invention is to use mineral fibers such as those ordinarily produced according to techniques used for the formation of fibers intended for thermal insulation.
  • An advantage of such fibers is that they are produced in large quantities and at relatively low costs.
  • the insulation fibers are less regular in particular in length and are known to have a certain brittleness when they are subjected to mechanical forces. Account given, on the one hand the role which was expected from the mineral fibers previously incorporated in paper production, but also from the treatments to which the fibers are necessarily subjected during the preparation of the pulp and of the sheet, it is understood that the fibers insulation have so far been excluded from this type of application.
  • the inventors have shown that the mineral fibers of the "insulation" type, incorporated into paper pulps, not only were not destroyed by the processing operations, but on the one hand are reduced to the dimensions most suitable for the uses considered. (less than a millimeter) and above all, on the other hand, were capable of giving the sheets produced an improved "hand" even when these fibers were introduced in small proportion.
  • the length of the recovered fibers is usually several tens or even several hundred millimeters. It goes without saying that when it is introduced into the pulp preparation process, the mineral wool undergoes operations which break the original fibers into much shorter sections, that this introduction is made at the pulper level, from the refiner or even from the body.
  • the mineral fibers that they contain preferably, have a length of at least 0.1 mm.
  • the other characteristics of the fibers, in particular their diameter on the other hand the processing conditions, it is preferable that in the pulp used a high proportion of the mineral fibers have a length of between 0 , 2 and 0.6 mm. Under these conditions, the breakage of the fibers during the preparation of the dough is an advantage when starting from "insulation" fibers, in the sense that it is not necessary to carry out a cutting operation before incorporation into the dough.
  • nodules previously prepared. from loose wool. These nodules, the dimensions of which are for example 0.5 to 5 mm, are obtained by a shredding operation of the loose wool followed by "nodulation" in a rotating drum. It should be clearly seen that this type of operation, even if it leads to cuts in the initial fibers, does not confer any regularity on them.
  • the lengths of the fibers after the nodulation operation remain relatively large compared with those which are fixed when the cutting of continuous fibers (of the textile type) is carried out with a view to their incorporation into the dough. Both on the treated materials, but also under the conditions of implementation and the results obtained, these nodulation operations are not similar to those of cutting or cutting performed previously.
  • the lengths of the fibers are partly the result of the processing of the pulp, another dimensional characteristic distinguishes the "insulation" fibers from the other mineral fibers used previously.
  • the average diameters of the insulation fibers are traditionally included in a range of 3 to 8 micrometers and, more usually, in the range 4 to 6 micrometers.
  • the insulation fibers used according to the invention are obtained by known techniques. It is techniques in which the molten mineral mass is subjected to a centrifugation operation. Depending on the case, centrifugation passes the material through calibrated orifices or only disperses the melt more randomly. To centrifugation is often added a drawing effect of the fibers by the action of gas streams.
  • the preferred fibers come from techniques in which the centrifuge also acts as a die.
  • the wool obtained by these techniques has the great advantage of being practically free of infibrated particles, that is to say particles of dimensions much greater than those of the fibrous mass proper.
  • the fibers used generally have an average diameter of between 3 and 8 micrometers as we have seen, but for a given wool and a given average diameter, the fibers, taken individually, can deviate from these values medium. In all cases, whatever the average diameter of the fibers chosen, at least 80% by weight of the fibers constituting the wool have a diameter of between 3 and 8 micrometers. The differences between fibers of the same wool are more or less significant depending on the production method. The techniques indicated above lead to fibers whose histogram is relatively narrow. Thus, for a wool whose average diameter of the fibers is of the order of 5 micrometers, 90% by weight of the fibers have a diameter of between 3.5 and 7 micrometers.
  • the introduction of mineral fibers into the paper composition is deliberately limited to a maximum of 25% by weight of the dry matter. It is possible to increase the quantity of mineral fibers but, in addition to the corresponding increase in cost, the paper obtained may have peculiarities not desired for printing. Too high a content of mineral fibers can thus lead to an undesirable increase in porosity.
  • the mineral fiber content is between 2 and 15% by weight of the dry matter of the pulp used.
  • the minimum quantity of fibers introduced according to the invention is therefore preferably such that the gain in hand is at least equal to 3% compared to the paper obtained with an identical pulp with the exception of the presence of these mineral fibers.
  • the invention also relates to paper sheets based on cellulosic fibers and containing mineral fibers of the insulation type, sheets whose hand is improved.
  • Such paper sheets are, in particular, those in the composition of which the only agent capable of improving the hand consists of these mineral fibers.
  • other agents which have the role of increasing the mass volume. Among these are, in particular, what can be described as "lightening" fillers such as, for example, microspheres.
  • the disadvantage of such agents, apart from their often high cost, is that they can lead to the very substantial lowering of certain mechanical properties such as resistance to bursting or resistance to tearing.
  • a remarkable advantage of using insulation fibers for improving the hand under the conditions of the invention is that the mechanical properties in question are little affected.
  • Samples are prepared from an unbleached Kraft pulp refined at 21 ° SR, incorporating various qualities and quantities of glass wool.
  • the glass fibers are first soaked in water and then added to the paste with stirring. The mixture is passed to the Lhomargy shredder for 2 minutes.
  • the sheets are made with Noble and Wood form in 150 g / m2, following standard NF Q 50-002.
  • the tests are carried out by incorporating increasing amounts of fiber. A comparison is made using a control sheet.
  • the sheets according to the invention (No. 2), in which the insulation fibers have an average diameter of 4 micrometers, are also compared to sheets prepared by incorporating microfibers whose diameter is 1 micrometer (No. 1).
  • the addition of glass fibers under the conditions of the invention causes an increase in the hand even for a content of 2%.
  • the gain in hand obtained by introducing the fibers of the insulation type according to the invention is advantageously compared with that corresponding to the microfibers. For 10% of the latter, the hand improvement remains lower than that obtained with only 2% of insulation fibers.
  • the dough is a mixture of bleached Kraft pasta (66% Socel, 34% Iggesund) refined at 28 ° SR.
  • the sheets are drawn in 80 g / m2 on Noble and Wood formulas.
  • the fibers used are the same as in Example 1: microfibers (3), insulation fibers (4), insulation fibers with size of polyvinyl alcohol at 0.8% (5), insulation fibers with size starch at 0 , 8% (6).
  • Example 1 The trends observed on the samples of Example 1 are confirmed on these sheets of another nature. The increase in hand is strong in all the samples corresponding to the invention (4, 5, 6) and remains very modest for the microfibers.
  • the dimensional stability is improved mainly for the highest contents and the decrease in mechanical strength is less noticeable for the sheets obtained with the insulation fibers.
  • Example 2 The tests of Example 2 are repeated with a mineral filler consisting of calcium carbonate (marketed under the name Hydrocarb 60).
  • the mineral filler represents 10% of the mass of the dough.
  • the dough is a mixture of bleached Kraft pasta (60% beech, 40% resinous) refined at 40 ° SR.
  • the sheets are drawn in 70 g / m2 on a pilot paper line at a speed of 20 m / mm.
  • the hand and dimensional stability measurements are grouped in the following table:
  • test No. 8 show that the results obtained under the conditions of the invention (test No. 8) are better, as regards both the hand and the dimensional stability. This improvement is noted with respect to microfibers (test n ° 7) and with respect to textile fibers (test n ° 9).

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  • Inorganic Chemistry (AREA)
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Abstract

L'invention est relative aux feuilles à base de fibres cellulosiques produites par voie papetière et contenant des fibres minérales. Selon l'invention, la pâte papetière contient des fibres minérales qui présentent les caractéristiques des fibres destinées à l'isolation thermique, à savoir: ont un diamètre moyen compris entre 3 et 8 micromètres et sont sous forme d'une laine. Les feuilles obtenues selon l'invention ont, notamment, pour avantage de présenter une "main" améliorée.

Description

  • L'invention est relative aux feuilles à base de fibres cellulosiques produites par voie papetière. De façon plus précise, l'invention concerne l'amélioration de certaines propriétés de ce type de produits.
  • L'industrie papetière propose des produits d'une très grande diversité tant en ce qui concerne leur destination que leur composition. Dans le domaine des papiers destinés à l'impression, le produit doit satisfaire à un nombre important de conditions: résistance mécanique, stabilité dimensionnelle, bon épairage, bon aspect de surface... Par ailleurs, aux conditions relatives au produit lui-même, s'ajoutent celles qui sont liées au processus de fabrication. Le choix des constituants doit permettre une production dans les meilleures conditions de coût et de rendement. Cet ensemble de facteurs impose au papetier une grande maîtrise des divers constituants et de leur influence, mais également la détermination la plus adéquate des combinaisons de constituants, les influences de ceux-ci étant parfois contraires.
  • Dans les papiers pour impression, la "main" est une qualité à laquelle les utilisateurs sont de plus en plus sensibles. Cette propriété spécifique du papier est, en partie, appréciée de façon subjective. Un papier ayant une bonne main est apprécié comme un papier de qualité. La main correspond au volume massique de la feuille. A même grammage, la main est d'autant meilleure que l'épaisseur est plus grande. L'utilisateur préfère un papier plus "volumineux". Indépendamment de l'aspect subjectif, une amélioration de la main se traduit aussi par une meilleure "rigidité" des feuilles. Pour des grammages relativement faibles, les feuilles tout en présentant des résistances mécaniques suffisantes peuvent être trop souples. Il est important, même pour ces faibles grammages, d'avoir une certaine rigidité.
  • L'invention se propose par conséquent de fournir de nouvelles feuilles papetières présentant, notamment, une amélioration de la main et ceci en restant dans des conditions de coût satisfaisantes.
  • La production des feuilles papetières selon l'invention est conduite à partir d'une pâte à base de fibres cellulosiques contenant une proportion qui ne dépasse pas 25% en poids de laine minérale, ladite laine étant formée de fibres qui présentent les caractéristiques dimensionnelles des fibres produites pour l'isolation thermique.
  • La mise en oeuvre en faible proportion de fibres minérales dans des techniques papetières a pour but, habituellement, d'améliorer la stabilité dimensionnelle des feuilles notamment à l'humidité. Il semble que le but poursuivi antérieurement ait conduit à ne proposer que l'utilisation de fibres dont l'aptitude au renforcement soit bien connue. Il s'agit en particulier de fibres dites "textiles", autrement dit de fibres produites en continu par étirage mécanique. Pour leur incorporation dans le matériau qu'elles doivent renforcer, ces fibres sont coupées en éléments de longueur déterminée de l'ordre de quelques millimètres ou dizaines de millimètres.
  • Les fibres textiles sont remarquables pour leur solidité qu'elles doivent à leur régularité tant en diamètre qu'en longueur, les deux étant liées à leur mode de production. Les fibres textiles se distinguent aussi des fibres minérales produites dans d'autres conditions, par le fait que leur diamètre reste relativement grand. Typiquement, le diamètre des fibres "textiles" se situe entre 9 et 15 micromètres.
  • En dehors du fait que les fibres textiles présentent des diamètres importants, leur coût est aussi relativement élevé pour l'utilisation considérée. Autrement dit, leur incorporation accroît de façon non négligeable le coût du produit final, même lorsque leur teneur reste faible.
  • Il faut encore remarquer, contrairement au but poursuivi selon l'invention, qu'il ne semble pas que ces fibres aient été envisagées pour améliorer la main de feuilles papetières.
  • Toujours en vue d'améliorer certaines propriétés des feuilles papetières, et accessoirement faciliter l'égouttabilité de la pâte au cours du processus de production, il a été proposé de substituer aux fibres textiles des fibres obtenues par "étirage à la flamme" de filaments de verre. Les fibres en question ont, ordinairement, des diamètres très petits inférieurs à 3 micromètres. Ces fibres ont aussi des diamètres relativement constants, même si elles ne sont pas rigoureusement calibrées comme les fibres textiles. Comme pour les fibres textiles, leur coût limite leur emploi. Comme pour les fibres textiles également, il ne semble pas qu'il ait été envisagé de les utiliser pour améliorer la main des feuilles produites.
  • Une particularité de l'invention est d'utiliser des fibres minérales telles que celles produites ordinairement selon des techniques utilisées pour la formation de fibres destinées à l'isolation thermique. Un avantage de telles fibres est qu'elles sont produites en grandes quantités et pour des coûts relativement faibles. En contrepartie, les fibres isolation sont moins régulières notamment en longueur et sont connues pour présenter une certaine fragilité lorsqu'elles sont soumises à des efforts mécaniques. Compte tenu, d'une part du rôle qui était attendu des fibres minérales incorporées antérieurement dans les productions papetières, mais aussi des traitements auxquels sont nécessairement soumises les fibres au cours de l'élaboration de la pâte et de la feuille, on comprend que les fibres isolation aient, jusqu'à présent, été écartées de ce type d'application.
  • Les inventeurs ont montré que les fibres minérales de type "isolation", incorporées dans les pâtes papetières, non seulement n'étaient pas détruites par les opérations de traitement, mais d'une part se trouvent ramenées aux dimensions les plus adéquates pour les usages considérés (moins d'un millimètre) et surtout, d'autre part, étaient aptes à conférer aux feuilles produites une "main" améliorée même lorsque ces fibres sont introduites en faible proportion.
  • Les raisons qui conduisent à ces propriétés ne sont pas parfaitement élucidées. La comparaison avec les effets obtenus avec les fibres textiles d'une part et les fibres très fines, fait penser que les particularités de structure des fibres isolation doivent intervenir d'une certaine façon. En particulier, on peut penser qu'un certain manque d'homogénéité de ces fibres peut favoriser le "bouffant" de la feuille. En d'autres termes, on peut penser que la distribution irrégulière en longueur et en forme favorise un enchevêtrement qui "gonfle" la structure de la feuille.
  • En comparaison, les fibres textiles qui sont parfaitement rectilignes et plus rigides ne se prêteraient pas à un tel enchevêtrement. Par ailleurs, pour les fibres très fines, elles pourraient être insuffisamment résistantes à la pression de telle sorte que, même enchevêtrées, elles ne pourraient pas occuper le volume nécessaire pour procurer ce bouffant.
  • Même si l'explication n'est qu'une hypothèse, les résultats constatés vont bien dans le sens de la confirmation de celle-ci. L'effet de la longueur des fibres en est un exemple. Si l'on utilise en effet des fibres trop courtes, le gain de main s'amenuise. A l'inverse, l'allongement des fibres au-delà d'un certain seuil n'apporte aucune amélioration supplémentaire. Dans les deux cas, ceci peut trouver sa justification dans l'aptitude des fibres à former des amas bien enchevêtrées.
  • Il convient de souligner à ce propos qu'une certaine fragilité des fibres "isolation" n'est pas une gêne pour la mise en oeuvre de l'invention. Dans les modes usuels de production de ces fibres, que nous préciserons plus loin, la longueur des fibres récupérées est usuellement de plusieurs dizaines ou même plusieurs centaines de millimètres. Il va de soi que lorsqu'elle est introduite dans le processus de préparation de la pâte à papier, la laine minérale subit des opérations qui brisent les fibres d'origine en tronçons beaucoup plus courts, que cette introduction soit faite au niveau du pulpeur, du raffineur ou même de la caisse.
  • A l'expérience, pour que les feuilles papetières aient les qualités recherchées, les fibres minérales qu'elles contiennent ont, de préférence, une longueur d'au moins 0,1 mm. Compte tenu, d'une part, des autres caractéristiques des fibres, notamment de leur diamètre, d'autre part des conditions de mise en oeuvre, il est préférable que dans la pâte utilisée une forte proportion des fibres minérales aient une longueur comprise entre 0,2 et 0,6 mm. Dans ces conditions, la casse des fibres au cours de la préparation de la pâte est un avantage lorsque l'on part de fibres "isolation", en ce sens qu'il n'est pas nécessaire de procéder à une opération de découpe préalablement à l'incorporation dans la pâte.
  • Si l'on peut utiliser la laine de verre issue directement des procédés de production et qui se présente en touffes plus ou moins volumineuses, une opération ramenant cette laine à des dimensions plus petites facilite l'incorporation. Dans ce sens, il peut être avantageux, notamment pour alimenter la pâte en fibres de verre et également faciliter l'incorporation de celles-ci dans la pâte et l'obtention d'un mélange homogène, d'utiliser des "nodules" préalablement préparés à partir de la laine en vrac. Ces nodules, dont les dimensions sont par exemple de 0,5 à 5 mm, sont obtenus par une opération de déchiquetage de la laine en vrac suivie d'une "nodulation" dans un tambour rotatif. Il convient de bien voir que ce type d'opération, même s'il aboutit à des coupures des fibres initiales, ne confère à celles-ci aucune régularité. Par ailleurs, les longueurs des fibres après l'opération de nodulation restent relativement grandes par rapport à celles que l'on fixe lorsque l'on effectue le tronçonnage de fibres continues (du type textile) en vue de leur incorporation dans la pâte. A la fois sur les matériaux traités, mais aussi dans les conditions de mise en oeuvre et les résultats obtenus, ces opérations de nodulation ne s'apparentent pas à celles de tronçonnage ou découpe pratiquées antérieurement.
  • En dehors du fait que les longueurs des fibres sont en partie le résultat du traitement de la pâte, une autre caractéristique dimensionnelle distingue les fibres "isolation" des autres fibres minérales utilisées antérieurement. En effet, les diamètres moyens des fibres isolation sont, traditionnellement, compris dans une gamme de 3 à 8 micromètres et, plus habituellement, dans la gamme 4 à 6 micromètres.
  • Dans le domaine de l'isolation, le choix des diamètres des fibres résulte de considérations diverses. Ainsi, pour une même masse fibres, la résistance thermique de la laine est d'autant plus élevée que les diamètres des fibres sont plus petits. A l'inverse, des fibres trop fines n'offrent pas la résistance mécanique nécessaire pour conserver à la laine ses propriétés sur de longues périodes d'utilisation. A ces impératifs contraires s'ajoutent des considérations de coût de production. Il est clair que l'étirage des fibres, conduisant à des diamètres très petits, entraîne un coût plus élevé. Ces diverses considérations, dans une certaine mesure, s'appliquent aussi aux fibres utilisées dans la pâte papetière lorsqu'on leur donne pour rôle l'amélioration de la main. Les fibres doivent être suffisamment fines pour que, pour une masse donnée, l'effet bouffant soit important et avoir cependant une bonne résistance à l'écrasement.
  • Les fibres isolation utilisées selon l'invention sont obtenues par des techniques connues. Il s'agit de techniques dans lesquelles la masse minérale fondue est soumise à une opération de centrifugation. Selon les cas, la centrifugation fait passer le matériau par des orifices calibrés ou seulement disperse la masse fondue de façon plus aléatoire. A la centrifugation s'ajoute souvent un effet d'étirage des fibres par l'action de courants gazeux.
  • Pour l'invention, les fibres préférées proviennent de techniques dans lesquelles le centrifugeur fait également office de filière. La laine obtenue par ces techniques présente le grand avantage d'être pratiquement exempte de particules infibrées, c'est-à-dire de particules de dimensions très supérieures à celles de la masse fibreuse proprement dite.
  • L'avantage des techniques dans lesquelles la production des fibres combine la centrifugation et l'étirage gazeux, réside d'abord dans le rendement de ces techniques qui permet d'abaisser le coût de la laine. Par ailleurs, il semble que la mise en oeuvre de courants gazeux à grandes vitesses dans le processus d'étirage se traduise par la production de fibres particulièrement aptes au feutrage. Ceci peut s'expliquer par l'existence de fortes turbulences dans ces courants gazeux, entraînant la formation de fibres très "bouclées".
  • Des modes d'obtention de ces fibres particulièrement préférés sont ceux décrits dans les brevets européens No. 91381 et No. 91866.
  • L'avantage des techniques décrites dans ces brevets est de permettre la production de fibres de caractéristiques variées dans tous les cas en grande quantité et pour des coûts relativement bas.
  • Selon l'invention, les fibres utilisées ont globalement un diamètre moyen compris entre 3 et 8 micromètres comme nous l'avons vu, mais pour une laine déterminée et un diamètre moyen donné, les fibres, prises individuellement, peuvent s'écarter de ces valeurs moyennes. Dans tous les cas, quel que soit le diamètre moyen des fibres choisies, au moins 80% en poids des fibres constituant la laine ont un diamètre compris entre 3 et 8 micromètres. Les écarts entre fibres d'une même laine sont plus ou moins importants selon le mode de production. Les techniques indiquées plus haut conduisent à des fibres dont l'histogramme est relativement étroit. Ainsi, pour une laine dont le diamètre moyen des fibres est de l'ordre de 5 micromètres, 90% en poids des fibres ont un diamètre compris entre 3,5 et 7 micromètres.
  • Pour les utilisations envisagées selon l'invention, plus que la distribution du diamètre des fibres, l'important est d'éviter la présence de particules infibrées. Les fibres obtenues selon les techniques en référence sont, de ce point de vue, tout à fait remarquables. Le taux d'infibré, pour de la laine isolation, est très inférieur à ce que l'on obtient par d'autres techniques.
  • L'introduction de fibres minérales dans la composition papetière est volontairement limitée à un maximum de 25% en poids de la matière sèche. Il est possible d'accroître la quantité de fibres minérales mais, en plus de l'accroissement de coût correspondant, le papier obtenu peut présenter des particularités non souhaitées pour l'impression. Une trop forte teneur en fibres minérales peut conduire ainsi à un accroissement indésirable de la porosité.
  • Par ailleurs, si l'amélioration de la main est sensible, même pour de faibles teneurs en fibres minérales, un minimum de 2% peut être considéré comme nécessaire pour conduire à un résultat significatif.
  • De préférence, la teneur en fibres minérales est comprise entre 2 et 15% en poids de la matière sèche de la pâte utilisée.
  • S'agissant d'améliorer la main, une autre manière pour préciser la quantité de fibres minérales nécessaire est de fixer celle-ci en fonction du minimum d'amélioration requis. Une limite inférieure utile du gain peut être fixée à environ 3%. La quantité minimum de fibres introduites selon l'invention est donc telle, de préférence, que le gain de main soit au moins égal à 3% par rapport au papier obtenu avec une pâte identique à l'exception de la présence de ces fibres minérales.
  • L'invention est également relative aux feuilles papetières à base de fibres cellulosiques et renfermant des fibres minérales de type isolation, feuilles dont la main est améliorée. De telles feuilles papetières sont, en particulier, celles dans la composition desquelles le seul agent susceptible d'améliorer la main est constitué par ces fibres minérales. A ce propos, il faut souligner que l'on connaît d'autres agents qui ont pour rôle d'accroître le volume massique. Parmi ceux-ci figurent, notamment, ce que l'on peut qualifier de charges "allégeantes" comme par exemple des microsphères. L'inconvénient de tels agents, en dehors de leur coût souvent élevé, est qu'ils peuvent conduire à l'abaissement très conséquent de certaines propriétés mécaniques comme la résistance à l'éclatement ou la résistance à la déchirure. Un avantage remarquable de l'utilisation de fibres isolation pour l'amélioration de la main dans les conditions de l'invention, est que les propriétés mécaniques en question sont peu affectées.
  • L'invention est décrite, de façon détaillée, dans les exemples suivants qui n'ont pour but que de l'illustrer.
    • EXEMPLE 1
  • Des échantillons sont préparés à partir d'une pâte Kraft écrue raffinée à 21° SR, en incorporant diverses qualités et quantités de laine de verre.
  • Pour faciliter leur incorporation, les fibres de verre sont d'abord trempées dans l'eau puis ajoutées à la pâte sous agitation. Le mélange est passé au défibreur Lhomargy pendant 2 minutes.
  • Les feuilles sont confectionnées à la formette Noble et Wood en 150 g/m², en suivant la norme NF Q 50-002.
  • Les essais sont effectués en incorporant des quantités croissantes de fibres. Une comparaison est établie à l'aide d'une feuille témoin.
  • Les feuilles selon l'invention (n° 2), dans lesquelles les fibres isolation ont un diamètre moyen de 4 micromètres, sont comparées également à des feuilles préparées en incorporant des microfibres dont le diamètre est de 1 micromètre (n° 1).
  • Les résultats des mesures de main (en cm³/g) des feuilles préparées effectuées selon la norme NF Q 03-016 (ISO R 534) sont les suivants:
    Figure imgb0001
  • L'addition des fibres de verre dans les conditions de l'invention occasionne une augmentation de la main même pour une teneur de 2%. On compare avantageusement le gain de main obtenu en introduisant les fibres du type isolation selon l'invention à celui correspondant aux microfibres. Pour 10% de ces dernières, l'amélioration de la main reste inférieure à celle obtenue avec seulement 2% de fibres isolation.
  • On remarque encore dans ces essais que l'amélioration de main n'est pas uniforme; rapide pour les teneurs les plus faibles, elle progresse plus lentement lorsque la teneur s'accroît au-delà de 5% en poids.
  • Dans le même temps, les mesures d'éclatement, déterminant la résistance des feuilles préparées et conduites selon norme NF Q 03-053 (ISO 2758), montrent que les feuilles incorporant les fibres isolation sont sensiblement meilleures que celles contenant des microfibres.
  • On constate encore une amélioration de la stabilité dimensionnelle des formettes incorporant les fibres de verre (normes DIN 53130 et NF C 26131).
    • EXEMPLE 2
  • Une autre série d'essais est effectuée avec une pâte de type impression-écriture sans charge minérale. La pâte est un mélange de pâtes Kraft blanchies (66% Socel, 34% Iggesund) raffiné à 28° SR.
  • Les feuilles sont tirées en 80 g/m² sur formettes Noble et Wood.
  • Les fibres utilisées sont les mêmes qu'à l'exemple 1: microfibres (3), fibres isolation (4), fibres isolation avec ensimage d'alcool de polyvinyle à 0,8% (5), fibres isolation avec ensimage amidon à 0,8% (6).
  • Les mesures de la main pour ces différents essais sont regroupées dans le tableau suivant:
    Figure imgb0002
  • Les tendances constatées sur les échantillons de l'exemple 1 sont confirmées sur ces feuilles d'une autre nature. L'augmentation de main est forte dans tous les échantillons correspondant à l'invention (4, 5, 6) et reste très modeste pour les microfibres.
  • Comme précédemment également, la stabilité dimensionnelle est améliorée principalement pour les teneurs les plus fortes et l'amoindrissement de la résistance mécanique est moins sensible pour les feuilles obtenues avec les fibres isolation.
  • Les résultats de mesure de stabilité dimensionnelle à 65-95% d'humidité relative, en pourcentage d'allongement, sont:
    Figure imgb0003
    • EXEMPLE 3
  • Les essais de l'exemple 2 sont renouvelés avec une charge minérale constituée de carbonate de calcium (commercialisé sous le nom Hydrocarb 60). La charge minérale représente 10% de la masse de la pâte.
  • Les résultats des mesures de main et de stabilité dimensionnelle sont regroupés dans les tableaux suivants. Les échantillons sont répertoriés respectivement 3c, 4c, 5c et 6c:
    • ― Mesure de main:
  • Figure imgb0004
    • ― Stabilité dimensionnelle:
  • Figure imgb0005
    • EXEMPLE 4
  • Une série d'essais est effectuée avec une pâte de type "impression-écriture" sans charge minérale. La pâte est un mélange de pâtes Kraft blanchies (60% hêtre, 40% résineux) raffinées à 40° SR.
  • Les feuilles sont tirées en 70 g/m² sur ligne papetière pilote à la vitesse de 20 m/mm.
  • Les fibres utilisées sont:
    • - microfibres de diamètre moyen 1 µm (n° 7),
    • - fibres isolation de diamètre moyen 4 µm (n° 8),
    • - fibres textile de diamètre 11 µm et coupées à 5 mm (n° 9).
  • Les mesures de main et de stabilité dimensionnelle sont regroupées dans le tableau suivant:
    Figure imgb0006
  • Ces essais montrent que les résultats obtenus dans les conditions de l'invention (essai n° 8) sont meilleurs, aussi bien en ce qui concerne la main que la stabilité dimensionnelle. Cette amélioration est constatée vis-à-vis des microfibres (essai n° 7) et vis-à-vis des fibres textiles (essai n° 9).
  • Par ailleurs, ces essais confirment sur ligne pilote, donc dans des conditions proches des conditions industrielles, les résultats mis en évidence sur formette.

Claims (8)

  1. Pâte papetière à base de fibres cellulosiques contenant des fibres minérales, caractérisée en ce que les fibres minérales présentent les caractéristiques des fibres destinées à l'isolation thermique, à savoir: ont un diamètre moyen compris entre 3 et 8 micromètres et sont sous forme d'une laine.
  2. Pâte papetière selon la revendication 1 dans laquelle les fibres minérales sont introduites à raison de 2 à 25% en poids de la matière sèche.
  3. Pâte papetière selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans laquelle les fibres minérales ont, pour au moins 80% en poids de ces fibres, un diamètre compris entre 3 et 5 micromètres.
  4. Pâte papetière selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans laquelle les fibres minérales ont un diamètre moyen compris entre 4 et 6 micromètres.
  5. Pâte papetière selon l'une des revendications précédentes dans laquelle la teneur en fibres minérales est comprise entre 2 et 15% en poids de matière sèche.
  6. Pâte papetière selon la revendication 1 dans laquelle les fibres sous forme de laine sont introduites en nodules de 0,5 à 5 mm.
  7. Pâte papetière selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fibres minérales introduites sont des fibres de verre obtenues par une technique de centrifugation et étirage gazeux.
  8. Feuille obtenue à partir d'une pâte selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fibres minérales qu'elle comporte ont une longueur moyenne comprise entre 0,2 et 0,6 mm.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0656443A1 (fr) * 1993-12-02 1995-06-07 Arjo Wiggins S.A. Feuille papetière pour stratifiés résistant à l'abrasion
FR2779713A1 (fr) * 1998-06-12 1999-12-17 Saint Gobain Isover Dispositif et procede de centrifugation de fibres minerales

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR817812A (fr) * 1936-02-13 1937-09-11 Saint Gobain Papier et son procédé de fabrication
FR2583440A1 (fr) * 1985-06-12 1986-12-19 Arjomari Prioux Feuille fibreuse obtenue par voie papetiere, de stabilite dimensionnelle amelioree pour application notamment dans le domaine des affiches publicitaires

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR817812A (fr) * 1936-02-13 1937-09-11 Saint Gobain Papier et son procédé de fabrication
FR2583440A1 (fr) * 1985-06-12 1986-12-19 Arjomari Prioux Feuille fibreuse obtenue par voie papetiere, de stabilite dimensionnelle amelioree pour application notamment dans le domaine des affiches publicitaires

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TAPPI. vol. 58, no. 5, mai 1975, ATLANTA US pages 56 - 60; N.B. SCHEFFEL: "Glass, ceramic and quartz fibers for the paper industry." *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0656443A1 (fr) * 1993-12-02 1995-06-07 Arjo Wiggins S.A. Feuille papetière pour stratifiés résistant à l'abrasion
FR2713249A1 (fr) * 1993-12-02 1995-06-09 Arjo Wiggins Sa Feuille papetière pour stratifiés résistant à l'abrasion.
US5609966A (en) * 1993-12-02 1997-03-11 Arjo Wiggins S.A. Sheet produced by a papermaking technique for abrasion-resistant laminates
FR2779713A1 (fr) * 1998-06-12 1999-12-17 Saint Gobain Isover Dispositif et procede de centrifugation de fibres minerales
WO1999065835A1 (fr) * 1998-06-12 1999-12-23 Saint-Gobain Isover Dispositif et procede de centrifugation de fibres minerales
US6596048B1 (en) * 1998-06-12 2003-07-22 Isover Saint-Gobain Device and method for the centrifuging of mineral fibers

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