EP0815323A1 - Feuille papetiere et stratifies resistants a l'abrasion - Google Patents

Feuille papetiere et stratifies resistants a l'abrasion

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Publication number
EP0815323A1
EP0815323A1 EP97900636A EP97900636A EP0815323A1 EP 0815323 A1 EP0815323 A1 EP 0815323A1 EP 97900636 A EP97900636 A EP 97900636A EP 97900636 A EP97900636 A EP 97900636A EP 0815323 A1 EP0815323 A1 EP 0815323A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheet
particles
sheet according
coated
laminate
Prior art date
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Granted
Application number
EP97900636A
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German (de)
English (en)
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EP0815323B1 (fr
Inventor
Henri Magnin
Claude Perrin
Pierre Caulet
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.)
ArjoWiggins SAS
Original Assignee
ArjoWiggins SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by ArjoWiggins SAS filed Critical ArjoWiggins SAS
Publication of EP0815323A1 publication Critical patent/EP0815323A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0815323B1 publication Critical patent/EP0815323B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B24D11/02—Backings, e.g. foils, webs, mesh fabrics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C5/00—Processes for producing special ornamental bodies
    • B44C5/04—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers
    • B44C5/0469—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers comprising a decorative sheet and a core formed by one or more resin impregnated sheets of paper
    • B44C5/0476—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers comprising a decorative sheet and a core formed by one or more resin impregnated sheets of paper with abrasion resistant properties
    • 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
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/69—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments modified, e.g. by association with other compositions prior to incorporation in the pulp or paper
    • 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
    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/18—Paper- or board-based structures for surface covering
    • D21H27/22—Structures being applied on the surface by special manufacturing processes, e.g. in presses
    • D21H27/26—Structures being applied on the surface by special manufacturing processes, e.g. in presses characterised by the overlay sheet or the top layers of the structures
    • D21H27/28—Structures being applied on the surface by special manufacturing processes, e.g. in presses characterised by the overlay sheet or the top layers of the structures treated to obtain specific resistance properties, e.g. against wear or weather

Definitions

  • the invention relates to a paper sheet comprising abrasive particles which give it high abrasion resistance in use.
  • This sheet is used in particular in the manufacture of laminates, it gives them increased abrasion resistance on the surface.
  • the invention also relates to the laminates comprising it as well as to the methods of manufacturing sheets and laminates.
  • abrasion resistance can be characterized by the so-called TABER resistance, measured according to standard NF-EN 483-2 (1991) and expressed in number of turns.
  • abrasion resistance For intensive domestic use of a laminate, its abrasion resistance must correspond to a TABER resistance of at least 4,000 turns and must reach 10,000 to 12,000 turns for use in public places.
  • decorative panels so-called high pressure panels, so-called low pressure panels and panels covered with a sheet, called a finished sheet, adhesive.
  • the so-called high pressure laminates are produced from a core consisting of sheets impregnated with resin. These sheets are generally made of kraft paper and have been impregnated with a thermosetting resin, most often a phenolic resin. After having impregnated the resin sheets, they are dried, cut, then stacked on top of each other. The number of sheets in the stack depends on the application and varies between 3 and 9, but may be higher.
  • a decorative sheet is then placed on the pile of sheets constituting the core.
  • a sheet is generally a sheet of paper bearing a printed or colored pattern or comprising decorative particles, impregnated with a thermosetting resin which does not blacken on heat, for example melamine-formaldehyde resins, benzoguanarnine resins. fo ⁇ naldehyde, unsaturated polyester resins; sometimes this sheet is not impregnated, the resin being provided by creep of the resin of the sheets which surrounds it.
  • a protective cover sheet without pattern and transparent in the final laminate; in terms of profession, this protective sheet is called "over-lay" or "overlay”.
  • the stack of impregnated sheets is then placed in a laminating press, the plates of which are provided with a sheet giving the surface finish to the laminate. Then, the cell is densified by heating, at a temperature of the order of 110 ° C to 170 ° C, and by pressing, at a pressure of the order of 5.5 MPa to 11 MPa, for approximately 25 to 35 minutes, to obtain a unitary structure.
  • This structure is then fixed on a basic support, for example it is glued to a particle board.
  • the so-called low pressure laminates are produced using only a decorative sheet impregnated with thermosetting resin and possibly an overlay sheet which is laminated directly on the base support during a short cycle, the temperature being of the order of 160 to 175 °. C and the pressure from 1.25 MPa to 1.6 MPa.
  • the third kind of decorative panels consists of panels composed of a basic support, in general a panel of particles of wood or agglomerated fibers, and a sheet of decorative paper impregnated with a composition containing a binder or a melamine-formaldehyde resin and a polymer, fixed to the support by means of an adhesive
  • the sheet of paper is a decorative sheet of uniform color or with decorative patterns.
  • the color or the patterns are generally applied by printing on the sheet, before or after impregnation.
  • We also apply a varnish or lacquer which aims to protect the surface of the sheet.
  • An example of such a sheet, called finished sheet or impregnated sheet, and the decorative panel comprising it are described in patent application WO-A-9517551.
  • the protective sheet called "overlay” is traditionally made by draining an aqueous suspension of unrefined cellulose fibers.
  • This sheet has a low grammage, between 10 and 50 g / m 2 and is not opacified. It is impregnated with a thermosetting resin, which leads to its transparency in the final laminate and makes it possible to observe the decor of the laminate.
  • the resin is most often chosen from melamine, urea or unsaturated polyester resins.
  • This overlay sheet protects the surface of the laminate, in particular it increases its abrasion resistance because it allows an additional supply of thermosetting resin. To have a very high abrasion resistance, a heavy weight overlay sheet must be used, but this affects the good visibility of the decoration through this sheet.
  • the particle size is as large as possible and / or to add these particles in large quantities.
  • particles are known, in particular from the patent applications cited below, which have a certain abrasiveness and which have been more or less completely coated with another material.
  • coatings comprising waxes, paraffins or fatty alcohols have been described for coating solid products used as additives for plastics or resins. This coating reduces the abrasive effect created by solid products, in particular by titanium oxide, on devices for manufacturing plastics or resins.
  • This patent application therefore does not relate to a paper sheet and does not aim to obtain products resistant to abrasion.
  • mineral particles have been described, including alumina or silica particles encapsulated in a polymer chosen in particular from polystyrenes and its derivatives, polymers of (meth) acrylic acid or of its alkyl esters, polyaciylamides, poh / acrylonitriles, poly (vinyl acetate).
  • mineral particles have been described, including alumina or silica particles encapsulated in a copolymer of (meth) acrylic acid and a vinyl monomer.
  • the coating treatment of the particles was carried out by a person skilled in the art to obtain a permanent coating of the particles and is not intended to provide a sheet containing these particles and which would have a high abrasion resistance and / or would confer such resistance on the surface of a product comprising it, during its use.
  • the invention aims to solve the problems of the prior art of sheets resistant to abrasion by incorporating very abrasive fillers and laminates containing it.
  • the main aim of the invention is to provide a paper sheet, in particular used for manufacturing decorative laminates, comprising abrasive particles, this sheet having a very high abrasion resistance and / or imparting such resistance to the product which comprises it. but whose manufacture of the sheet and / or of the product comprising it does not cause rapid wear of the paper machines and / or of manufacture of the product comprising it, in particular of the sheets of the laminating presses.
  • Another object is that the distribution of the particles is uniform.
  • Another object is that the abrasive particles do not disturb the transparency or the decorative effect of the sheets which contain them.
  • Another secondary goal is that the abrasive particles are well retained or bonded to the paper.
  • the Applicant has found that the main object of the invention is achieved if abrasive particles coated with a non-abrasive coating material are used.
  • non-abrasive coating material means that said coating material is less hard than the particles to be coated and that it decreases by coating the number and the salient of the edges that the particles have morphologically.
  • the coated abrasive particles in particular have an ELNLEHNER abrasiveness, determined according to the test described in Example 1 below, reduced compared to the uncoated particles.
  • the function of this coating material is to sufficiently reduce the abrasive nature of the uncoated particles in order to reduce, by virtue of this coating, the wear of the machines during the manufacture of the paper sheet as well as the wear of the machines for manufacturing the products with the sheet.
  • this coating does not affect the abrasion resistance of the paper sheet because, when the latter is subsequently subjected to wear, the coating is not abrasion resistant and wears on the part of the particles subjected to abrasion so that the abrasion resistance character of the sheet may develop due to the presence of the abrasive particles.
  • the coating is therefore, at least in part, temporary and has the function of delaying the abrasive nature of the particles.
  • the coating prevents wear of the machines during the manufacture of the sheet or laminates and on the other hand, when the laminate obtained with the sheet is subject to wear.
  • coated fillers are known as described previously in the prior art and we have been looking for more than twenty-five years, in particular in the field of decorative laminates, to reduce the wear of the sheet making machines comprising these fillers and machines to be laminated, those skilled in the art have never considered the solution recommended by the present invention.
  • the non-abrasive coating material is a polymer.
  • the coating polymer can be a natural or synthetic polymer.
  • the coating depending on its ionicity, can also provide better particle retention; this ionicity can be adjusted during the manufacture of synthetic polymers.
  • the invention provides a paper sheet comprising abrasive particles giving it a high abrasion resistance in use which comprises said abrasive particles coated in a non-abrasive material.
  • the sheet of the invention is characterized in that the coated abrasive particles have an EINLEHNER abrasiveness, determined according to the test described in Example 1 below, less than or equal to 55 g / m 2 . Preferably this EINLEHNER abrasiveness is less than or equal to 20 g / m 2 .
  • the sheet according to the invention is characterized in that the so-called abrasive particles are chosen from particles of alumina, silica, boron nitride, sfficium carbide, titanium carbide, tungsten carbide, zirconium oxide, cerium oxide, glass, ceramic or mixtures thereof.
  • the particles are alumina particles.
  • the particles can be of various shapes; for example they can be spherical, or substantially spherical, polyhedral or even in the form of fibers; preferably these particles before coating have many edges.
  • the coated abrasive particles have a size of between 10 and 200 ⁇ m, preferably between 20 and 150 ⁇ m.
  • the so-called abrasive particles have a Mohs hardness of at least 6, before coating.
  • the coating material must optically have an appearance compatible with the use of the sheet which contains it, that is to say that it must not interfere with the transparency of the sheet when this sheet is an overlay or that 'it must be of compatible appearance with the decorative effect of the sheet when this sheet is a decorative sheet.
  • it should not yellow when subjected to the temperature of laminating of the laminates comprising the sheets; nor should it turn yellow over time.
  • the coating material must be transparent to translucent or white to greyish white so as not to spoil the visual appearance of the sheet which comprises it, in particular when this sheet is used as an overlay sheet therefore transparent.
  • the non-abrasive material is a polymer.
  • the coating polymer is chosen from organopolysiloxanes, homopolymers or copolymers of styrene and its derivatives, homopolymers or copolymers of acrylic acids or esters, homopolymers or copolymers of acids or methacrylic esters including pofy (methyl methacrylate), vinyl homopolymers or copolymers, polyolefins, polysaccharides including ethylcelhilose.
  • polysaccharides it is possible to use cellulose derivatives such as ethylcellulose or products such as chitin, extracted in particular from the shell of crustaceans.
  • the polymer is chosen from polystyrene, pory (methyl methacrylate), ethylcelhilose.
  • the coating material represents 1 to 10% by dry weight of the dry weight of the coated particles.
  • the sheets can be impregnated or coated using a composition, in particular using a thermosetting resin.
  • the sheet is characterized by the fact that it comprises a thermosetting resin and more particularly by the fact that the thermosetting resin is chosen from melamine resins, benzoguanarnine resins, unsaturated polyester resins, urea resins. More particularly the sheet according to the invention is characterized in that it comprises, between 1 and 70%, preferably between 20 and 40%, by dry weight of coated abrasive particles relative to its total dry weight, excluding the weight thermosetting resin if applicable.
  • the sheet according to the invention can be used as a protective covering sheet called "overlay".
  • the sheet is placed on the decorative sheet of the laminate.
  • this sheet makes it possible to obtain overlays sheets of low grammage and yet providing high abrasion resistance and therefore not detrimental to the good visibility of the decoration of the laminate below.
  • the invention also relates to an overlay sheet for abrasion resistant laminates which is characterized in that it comprises said sheet with the coated abrasive particles.
  • the sheet according to the invention can be used directly as a decorative sheet for the laminate.
  • the invention also relates to a decorative sheet for abrasion-resistant laminates, characterized in that it comprises said sheet with the coated abrasive particles.
  • the sheet according to the invention is obtained by papermaking from a dispersion based on cellulose fibers in an aqueous medium, the coated abrasive particles being added in mass to the cellulose fibers.
  • the dispersion preferably includes a wet strength agent.
  • the dispersion may also contain opacifying or coloring pigments.
  • the sheet may possibly consist of several jets, the upper jet containing the coated abrasive particles.
  • the invention also relates to a process for manufacturing a paper sheet according to the invention in which the abrasive particles in the form coated in said non-abrasive material are introduced into the sheet, optionally on the surface.
  • the invention also relates to the process for the manufacture by the papermaking process of the sheet based on cellulose fibers, which is characterized in that, by mass, it is added to the headbox of the paper machine containing the fibers. of cellulose, said abrasive particles coated in said non-abrasive material.
  • the invention also relates to another particular case of the papermaking process for manufacturing the sheet based on cellulose fibers, which is characterized in that another head box is added to the paper, on the surface of the sheet in wet formation, said abrasive particles coated in said non-abrasive material.
  • the coated abrasive particles can also be introduced by other techniques as mentioned above, in particular by impregnation methods, in particular in admixture with a said impregnation resin, or by surface deposition methods.
  • the surface deposition methods in particular by coating or by spraying, can be implemented on a sheet previously impregnated with a thermosetting resin and optionally after printing the sheet in the case of a decorative sheet. In all cases, the coated particles prevent wear of the machines used.
  • the sheet according to the invention can also be a decorative sheet called a finished sheet, used for the development of the third type of decorative panels defined in the introductory part of this specification.
  • This sheet can be advantageously printed without using the printing machines.
  • the invention also relates to an abrasion resistant laminate which is characterized by the fact that it comprises, as a sheet called "overlay", a sheet according to the invention.
  • the invention also relates to an abrasion resistant laminate which is characterized by the fact that it comprises, as a decorative sheet, a sheet according to the invention.
  • the laminate comprising the sheet with the coated particles is characterized in that its abrasion resistance TABER, measured according to standard NF-EN-483-2 (1991) is greater than or equal at 3000 rpm.
  • the laminate may include as a decorative sheet the sheet according to the invention and moreover a conventional "overlay" sheet (without abrasive particles) for an even higher abrasion resistance.
  • the laminate may include both a decorative sheet and an "overlay” sheet both according to the invention for even greater abrasion resistance.
  • the laminate is characterized by the fact that it has a high gloss.
  • This high gloss is obtained thanks to the surface condition of the sheets of the laminating press which is not altered under the abrasiveness of the abrasive particles, these particles being coated in said non-abrasive material.
  • the invention also relates to the process for manufacturing a laminate which is characterized in that at least one sheet comprising the coated abrasive particles is placed on the stack of the various components of the laminate, and this sheet and the other components are pressed together laminate.
  • the components of the laminate other than the sheet comprising the coated abrasive particles are the kraft sheets impregnated with thermosetting resin and the decorative sheet, possibly impregnated with a thermosetting resin, in the case where this decorative sheet does not contain coated abrasive fillers.
  • the components of the laminate other than the sheet comprising the coated abrasive particles are the support panel as a panel of agglomerated particles and a decorative sheet impregnated with a thermosetting resin, in the case where this sheet decorative does not include coated abrasive fillers.
  • a control sheet is produced with uncoated alumina abrasive particles.
  • These alumina particles have a KNOOP hardness of 2100 or a MOHS hardness of 9; they have an average size of 100 ⁇ m.
  • the alumina particles used are characterized by an EINLEHNER abrasiveness of 86 g / m 2 .
  • the EINLEHNER abrasiveness of the particles was determined under the following test conditions:
  • the pigment is dried in an oven at 105 ° C for 24 hours and then 10 g of this product are suspended in 1000 g of distilled water.
  • the pH is readjusted to 6 with alumina sulfate.
  • the principle of this measurement consists in circulating between a mobile and a metal grid, with strong agitation, the particles of the sample to be tested.
  • the standard duration of this test is 120 minutes but can be reduced in the case of very abrasive products, in fact the loss of mass of the fabric must not exceed 40 mg or DOg / m 2 .
  • the charges to be tested being very abrasive, the duration of the test is fixed at 30 minutes.
  • a witness sheet overlay on a paper machine Fourdrinier type from * a composition in aqueous medium of refined cellulose fibers 20 SR (degrees SCHOEPPER- RIEGLER). Alumina particles are added to the fibers in bulk.
  • the sheet also contains 2% by dry weight of a wet resistance agent based on melamine-formaldehyde resin. The sheet after drying has a grammage of 43 g / m 2 .
  • the ash rate is determined according to ISO 2144 (1987) at 420 ° C; the sheet contains approximately 8.6% of mineral matter mainly consisting of alumina, the other mineral materials being mineral residues contained in the paper pulp and the additives.
  • the sheet is impregnated with a melamine-formaldehyde resin in aqueous media, the impregnation rate is 72%, that is to say that there are approximately 72 grams of resin by dry weight per 100 grams of impregnated paper.
  • the platens of the laminating press are heated to 160 ° C and a pressure of 6.9 MPa (70 kg / cm 2 ) is applied for 30 minutes.
  • the abrasion resistance of the laminate obtained according to standard NF-EN 438-2 (1991) paragraph 6 is measured. This resistance is characterized by the average wear R which is of the order of 4300 revolutions.
  • EXAMPLE 2 The control alumina particles are coated by suspending these particles in a fluidized ht and by vaporizing the polymer therein, pory (methyl methacrylate), previously dissolved in dichloromethane. There is about 1.5% polymer by weight of the coated particles.
  • the size of the coated particles is substantially the same as that of the uncoated particles; the particles were coated with a thin film of polymer. It is checked with a scanning electron microscope that the film continuously coats the alumina particles.
  • the EINLEHNER abrasiveness of the coated particles is determined, measured under the control conditions. This abrasiveness is 45 g / m 2 , it is therefore much lower than that of the control.
  • an overlay sheet is made on a type paper machine.
  • Alumina particles of the example but coated in pohy (methyl methacrylate) are added to the fibers in bulk.
  • the sheet also contains 2% by dry weight of a wet resistance agent based on melamine-formaldehyde resin.
  • the sheet after drying has a grammage of 38 g / m 2 .
  • the ash content is determined according to ISO 2144 (1987) at 420 ° C; the sheet contains about 10% of mineral matter mainly consisting of alumina, the other mineral matters being mineral residues contained in the paper pulp and the additives.
  • the sheet is impregnated with a melamine-formaldehyde resin in aqueous media, the impregnation rate is 70%, that is to say that there are approximately 70 grams of resin by dry weight per 100 grams of impregnated paper.
  • This sheet is laminated to manufacture a high pressure laminate according to the method and operating conditions of Comparative Example 1.
  • the abrasion resistance of the laminate obtained is measured according to standard NF-EN 438-2 (1991) paragraph 6. This resistance is characterized by the average wear R which is of the order of 4500 revolutions. This resistance was therefore maintained relative to the control of comparative example 1.
  • the alumina particles of the control are coated by putting these particles in suspension in a fluidized ht and by vaporizing therein the polymer, polystyrene, previously dissolved in toluene. There is about 2.5% polymer by weight of the coated particles.
  • the size of the coated particles is substantially the same as that of the uncoated particles; the particles were coated with a thin film of polymer. It is checked with a scanning electron microscope that the film continuously coats the alumina particles.
  • the EINLEHNER abrasiveness of the coated particles is determined, measured under the control conditions. This abrasiveness is 15 g / m 2 , it is therefore at the same level as that of the titanium oxide particles and is almost six times lower than that of the control.
  • Example 2 Is made, as for the control and in Example 2, an overlay sheet on a Foudrinier type paper machine from an aqueous medium composition of refined cellulose fibers at 20 ° SR (degrees SCHOEPPER-RDEGLER). Alumina particles coated in polystyrene are added to the fibers in bulk. The sheet also contains 2% by dry weight of a wet resistance agent based on melamine-formaldehyde resin.
  • the sheet after drying has a grammage of 38 g / m 2 .
  • the ash content is determined according to ISO 2144 (1987) at 420 ° C; the sheet contains approximately 9% of mineral matter consisting mainly of ahimine, the other mineral materials being mineral residues contained in the paper pulp and the additives.
  • the sheet is impregnated with a melamine-formaldehyde resin in aqueous media, the impregnation rate is 73%, that is to say that there are approximately 73 grams of resin by dry weight per 100 grams of impregnated paper.
  • This sheet was laminated to make a high pressure laminate according to the method and operating conditions of Comparative Example 1.
  • the abrasion resistance of the laminate obtained is measured according to standard NF-EN 438-2 (1991) paragraph 6. This resistance is characterized by the average wear R which is of the order of 4000 revolutions. This resistance was therefore maintained relative to the control of comparative example 1.
  • the coating polymer has not yellowed during lamination. It is also verified that the presence of the coated fillers has not reduced the transparency of the sheet comprising them compared to that of the control and that the decorative effect of the laminate is not altered. It is also checked that the mechanical characteristics (tensile strength, resistance in the wet state) and the porosity of the paper sheet have been preserved relative to the control.
  • EXAMPLE 4 The particles of alumina of the control are coated by putting these particles in suspension in a fluidized ht and by vaporizing therein the polymer, of rethylcellulose, previously dissolved in toluene. There is about 1.5% polymer by weight of the coated particles.
  • the size of the coated particles is substantially the same as that of the uncoated particles; the particles were coated with a thin film of polymer. It is checked with a scanning electron microscope that the film continuously coats the alumina particles.
  • the EINLEHNER abrasiveness of the coated particles is determined, measured under the control conditions. This abrasiveness is 55 g / m 2 , it is therefore much lower than that of the control.
  • an overlay sheet is made on a Foudri ⁇ ier type paper machine from a composition in aqueous medium of cellulose fibers refined at 20 SR (SCHOEPPER-RTEGLER degrees).
  • Alumina particles from the example are added to the fibers in bulk, but coated in rethylcellulose.
  • the sheet also contains 2% by dry weight of a wet resistance agent based on melamine-formaldehyde resin.
  • the sheet after drying has a grammage of 38 g / m.
  • the ash content is determined according to ISO 2144 (1987) at 420 ° C; the sheet contains approximately 10% of mineral matter mainly consisting of alumina, the other mineral materials being mineral residues contained in the paper pulp and the additives.
  • the sheet is impregnated with a melamine-formaldehyde resin in aqueous media, the impregnation rate is 70%, that is to say that there are approximately 70 grams of resin by dry weight per 100 grams of impregnated paper.
  • This sheet was laminated to make a high pressure laminate according to the method and operating conditions of Comparative Example 1.
  • the abrasion resistance of the laminate obtained according to standard NF-EN 438-2 (1991) paragraph 6 is measured. This resistance is characterized by the average wear R which is of the order of 4500 revolutions. This resistance was therefore maintained relative to the control of comparative example 1.

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Abstract

L'invention concerne une feuille papetière comportant des particules abrasives lui conférant à l'usage une résistance à l'abrasion élevée. Elle se caractérise par le fait qu'elle comporte des particules abrasives enrobées dans une matière non abrasive, en particulier dans un polymère. Selon l'invention les particules sont choisies parmi les particules d'alumine, de silice, du nitrure de bore, du carbure de silicium, du carbure de titane, du carbure de tungstène, de l'oxyde de zirconium, de l'oxyde de cérium, du verre, de céramique ou leurs mélanges. L'invention concerne aussi les stratifiés la comportant ainsi que les procédés de fabrication des feuilles et des stratifiés.

Description

FEUILLE PAPETTERE ET STRATIFIES RESISTANTS A L'ABRASION
L'invention concerne une feuille papetière comportant des particules abrasives lui conférant à l'usage une résistance à l'abrasion élevée. Cette feuille est utilisée notamment dans la fàbrication des stratifiés, elle leur confère en surface une résistance à l'abrasion accrue.
L'invention concerne aussi les stratifiés la comportant ainsi que les procédés de fabrication des feuilles et des stratifiés.
Depuis de nombreuses années, on emploie des stratifiés comme matériaux dans les habitations et les locaux commerciaux et industriels. Des applications typiques de tels stratifiés sont les revêtement de sols, en particulier les revêtements imitant le parquet, les revêtements des meubles, des dessus de table, des chaises et autres. Bs sont par conséquent soumis à de nombreux frottements qui abrasent leur surface; une qualité recherchée pour ces stratifiés est donc une résistance à l'abrasion élevée, elle doit être extrêment élevée pour les sols. La résistance à l'abrasion peut être caractérisée par la résistance dite TABER, mesurée selon la norme NF-EN 483-2 (1991) et exprimée en nombre de tours.
Pour un usage domestique intensif d'un stratifié, sa résistance à l'abrasion doit correspondre à une résistance TABER d'au moins 4000 tours et doit atteindre 10000 à 12000 tours pour un usage en lieux publics. II existe plusieurs sortes de panneaux décoratifs : les panneaux dits haute pression, les panneaux dits basse pression et les panneaux recouverts d'une feuille, appelée feuille finie, adhesive. On produit les stratifiés dits haute pression à partir d'une âme constituée de feuilles imprégnées de résine. Ces feuilles sont généralement en papier kraft et ont été imprégnées d'une résine thermodurcissable, le plus souvent d'une résine phénolique. Après avoir imprégné les feuilles de résine, on les sèche, on les découpe, puis on les empile les unes sur les autres. Le nombre de feuilles dans la pile dépend des applications et varie entre 3 et 9, mais peut être supérieur.
On place ensuite sur la pile de feuilles constituant l'âme, une feuille décorative. Une telle feuille est en général une feuille de papier portant un motif imprimé ou de couleur ou comportant des particules décoratives, imprégnée d'une résine thermodurcissable ne noircissant pas à la chaleur, par exemple des résines de mélamine-formaldéhyde, des résines de benzoguanarnine-foπnaldéhyde, des résines de polyester insaturé; parfois cette feuille n'est pas imprégnée, la résine étant apportée par fluage de la résine des feuilles qui l'entoure. En général, on place au-dessus de la feuille décorative, une feuille protectrice de recouvrement, dépourvue de motif et transparente dans le stratifié final; en terme de métier, cette feuille protectrice est appelée "over-lay" ou "overlay". On place ensuite la pile de feuilles imprégnées dans une presse à stratifier dont les plateaux sont munis d'une tôle conférant l'état de surface au stratifié. Puis, on densifie la pile par chauffage, à une température de l'ordre de 110°C à 170°C, et par pressage, à une pression de l'ordre de 5,5 MPa à 11 MPa, pendant environ 25 à 35 minutes, pour obtenir une structure unitaire.
On fixe ensuite cette structure sur un support de base, par exemple on la colle sur un panneau de particules.
On produit les stratifiés dits basse pression en utilisant uniquement une feuille décorative imprégnée de résine thermodurcissable et éventuellement une feuille overlay que l'on stratifié directement sur le support de base pendant un cycle court, la température étant de l'ordre de 160 à 175°C et la pression de 1,25 MPa à 1,6 MPa .
La troisième sorte de panneaux décoratifs est constituée par les panneaux composés d'un support de base, en général un panneau de particules de bois ou de fibres agglomérées, et d'une feuille de papier décorative imprégnée d'une composition contenant un liant ou une résine mélaminé- formaldehyde et un polymère, fixée sur le support au moyen d'un adhésif Dans ce cas- ci la feuille de papier est une feuille décorative de couleur uniforme ou comportant des motifs décoratifs. La couleur ou les motifs sont généralement appliqués par impression sur la feuille, avant ou après imprégnation. On applique en plus un vernis ou une laque qui a pour but de protéger la surface de la feuille. Un exemple d'une telle feuille, appelée feuille finie ou feuille imprégnée, et le panneau décoratif la comportant sont décrits dans la demande de brevet WO-A-9517551.
La feuille protectrice dite "overlay" est traditionnellement fabriquée par égouttage d'une suspension aqueuse de fibres de cellulose peu raffinées. Cette feuille est de grammage faible, compris entre 10 et 50 g/m2 et est non opacifiée. Elle est imprégnée d'une résine thermodurcissable, ce qui entraîne sa transparentisation dans le stratifié final et permet d'observer le décor du stratifié. La résine est choisie le plus souvent parmi les résines mélamines, urées ou de polyester insaturé. Cette feuille overlay protège la surface du stratifié, en particulier elle accroît sa résistance à l'abrasion car elle permet un apport supplémentaire de résine thermodurcissable. Pour avoir une résistance à l'abrasion très élevée il faut utiliser une feuille overlay de fort grammage mais cela nuit à la bonne visibilité du décor à travers cette feuille. C'est la manière la plus courante d'augmenter la résistance à l'abrasion des stratifiés. Cependant cette résistance peut encore être accrue par l'emploi de particules ayant une abrasivité élevée, donc résistantes à l'abrasion, appelées dans le métier particules abrasives. Leur caractère abrasif est lié à leur dureté et à leur morphologie qui présente de nombreuses arêtes. Ces particules sont présentes dans ou sur la feuille "overlay" ou sur la feuille décor elle-même.
Pour ne pas perturber la transparence de la feuille overlay après imprégnation, d'une part elles doivent être transparentes à translucides ou de couleur blanche à blanc grisâtre et d'autre part elles ne doivent pas être d'une taille moyenne trop élevée, de préférence inférieure ou égale à 200 μm et ne doivent pas être présentes en quantités trop importantes. Cependant pour avoir une résistance à l'abrasion élevée il est préférable que la taille des particules soit le plus élevée possible et/ou d'ajouter ces particules en quantités importantes.
On a ainsi décrit l'utilisation de particules minérales très dures, comme par exemple celles d'alumine ou corindon, de silice dont le quartz, le nitrure de bore, le carbure de sih'cium, le carbure de titane, le carbure de tungstène; leur dureté Mohs est comprise entre 3 et 10, voire plus . Ces particules ont été citées dans de nombreux brevets, en particulier dans les brevets GB-A-1139183, GB-A-1378879, DE-A-2107091, FR-A-2104707, FR-A-2139990, US-A-3661673, US-A- 5141799 et CA 836522. Ces particules peuvent être introduites dans ou sur la feuille de papier :
- soit par incorporation en masse avec la pâte à papier lors de la fabrication de la feuille, cependant comme ces particules ont un caractère abrasif, il se produit une usure rapide de la machine à papier; un autre inconvénient est que les particules ont une mauvaise rétention dans le papier ,
- soit par dépôt à l'aide d'une seconde caisse de tête sur la machine à papier mais il se produit toujours une usure de la machine,
- soit par imprégnation ou par couchage en même temps que la résine d'imprégnation, après avoir été mélangées à la résine, et éventuellement après impression de la feuille dans le cas d'une feuille décorative, mais un inconvénient est qu'il est difficile de bien homogénéiser le mélange, une ségrégation des particules pouvant se produire et ainsi donner une mauvaise tenue des particules sur la feuille,
- soit par dépôt, en particulier par pulvérisation électrostatique, sur la feuille préalablement imprégnée de résine, ce procédé décrit dans le brevet FR-B-2104707, déposé en 1970 pour pallier les inconvénients cités de l'art antérieur, réduit le nombre de machines de fabrication soumises à l'abrasion cependant la pulvérisation est difficilement uniforme et crée une atmosphère poussiéreuse. Par ailleurs quel que soit le procédé d'incorporation des particules abrasives, on a toujours une usure rapide des machines à stratifier, en particulier des tôles des plateaux des presses à stratifier.
Un inconvénient de cette usure des tôles des presses est que l'état de surface qu'elles confèrent aux stratifiés est aussi altéré. Ceci est particulièrement gênant pour obtenir des stratifiés à haut brilliant car ce brillant est donné essentiellement par l'état de surface de la tôle; actuellement il n'est donc pas possible de produire des stratifiés à haut brillant et très résistants à l'abrasion.
Depuis plus de vingt-cinq ans, on essaie donc d'introduire des particules dites abrasives dans ou sur une feuille cellulosique cependant sans parvenir à éviter l'usure des machines de fabrication des feuilles et/ou des stratifiés.
Par ailleurs on connaît, notamment par les demandes de brevet citées ci-après, des particules présentant une certaine abrasivité et qui ont été enrobées de façon plus ou moins complète par une autre matière. Par exemple dans la demande de brevet français FR-A- 1543107, déposée en 1967, on a décrit des enrobages comprenant des cires, des paraffines ou des alcools gras pour enrober des produits solides utilisés comme additifs pour des matières plastiques ou des résines. Cet enrobage diminue l'effet abrasif créé par les produits solides, en particulier par l'oxyde de titane, sur les appareils de fabrication des plastiques ou résines. Cette demande de brevet ne concerne donc pas une feuille papetière et ne vise pas à obtenir des produits résistants à l'abrasion. Dans la demande de brevet anglais GB-A- 1574068, déposée en 1976, on a décrit le revêtement de produits tels que des fibres ou des pigments ou des microcapsules par une couche discrète de cellulose régénérée. Ce traitement diminue l'usure de ia toile de la machine à papier par ces produits grâce à l'amélioration de la rétention de ces produits. Le principe ici est de retenir le plus possible de produits dans la feuille lors de sa formation, ainsi il se dépose moins de produits sur la toile de la machine à papier et donc ils l'usent moins. Le but n'est donc pas que la matière d'enrobage diminue directement l'abrasivité des particules ni, a fortiori, qu'elle la restitue ultérieurement.
Dans le brevet japonais JP-B-93007063 de MITSUBISHI on a décrit des particules minérales dont des particules d'alumine ou de silice encapsulées dans un polymère choisi notamment parmi les polystyrènes et ses dérivés, les polymères de l'acide (méth)acrylique ou de ses esters alkyl, les polyaciylamides, les poh/acrylonitriles, les poly(acétate de vinyle). Dans la demande de brevet japonais JP-A-05015772 de NIPPON JUNYAKU on a décrit des particules minérales dont des particules d'alumine ou de silice encapsulées dans un copolymère de l'acide (meth)acrylique et d'un monomère vinylique.
Dans les demandes de brevet EP-A-380428 ou EP-A-505230 de RHONE POULENC on a décrit l'enrobage de particules minérales par des organopolysiloxanes. Le but recherché ici est de charger les latex d'organoporysiloxanes pour conférer de meilleures caractéristiques mécaniques aux latex et il a été trouvé que d'encapsuler les charges améliorait la synergie, la compatibihé entre ces charges et les latex . D ne s'agit donc pas de diminuer l'abrasivité des charges minérales.
Dans cet art antérieur, le traitement d'enrobage des particules a été fait par l'homme du métier pour obtenir un enrobage permanent des particules et ne vise pas à fournir une feuille contenant ces particules et qui aurait une résistance à l'abrasion élevée et/ou conférerait une telle résistance à la surface d'un produit la comportant, lors de son usage.
L'invention vise à résoudre les problèmes de l'art antérieur des feuilles résistantes à l'abrasion par incorporation de charges très abrasives et des stratifiés la contenant.
Le but princφal de l'invention est de fournir une feuille papetière, notamment utilisée pour fabriquer des stratifiés décoratifs, comportant des particules abrasives, cette feuille ayant une résistance à l'abrasion très élevée et/ou conférant une telle résistance au produit qui la comporte mais dont la fabrication de la feuille et/ou du produit la comprenant ne provoque pas une usure rapide des machines à papier et/ou de fabrication du produit la comportant, notamment des tôles des presses à stratifier.
Un autre but est que la distribution des particules soit uniforme.
Un autre but est que les particules abrasives ne perturbent pas la transparence ou l'effet décoratif des feuilles qui les contiennent.
Un autre but secondaire est que les particules abrasives soient bien retenues ou liées au papier.
La Demanderesse a trouvé que le but principal de l'invention est atteint si on utilise des particules abrasives enrobées dans une matière d'enrobage non abrasive.
On entend par "matière d'enrobage non abrasive", que ladite matière d'enrobage est moins dure que les particules à enrober et qu'elle diminue par enrobage le nombre et le saillant des arêtes que présentent morphologiquement les particules. Les particules abrasives enrobées ont notamment une abrasivité ELNLEHNER , déterminée selon le test décrit à l'exemple 1 ci-après, diminuée par rapport aux particules non enrobées. Cette matière d'enrobage a pour fonction de diminuer suffisamment le caractère abrasif des particules non enrobées afin de diminuer, grâce à cet enrobage, l'usure des machines lors de la fabrication de la feuille papetière ainsi que l'usure des machines de fabrication des produits comportant la feuille. En outre cet enrobage n'affecte pas la résistance à l'abrasion de la feuille papetière car, lorsque celle-ci est soumise ultérieurement à l'usure, l'enrobage n'est pas résistant à l'abrasion et s'use sur la partie des particules soumises à l'abrasion de sorte que peut se développer le caractère de résistance à l'abrasion de la feuille dû à la présence des particules abrasives. L'enrobage est donc, en partie au moins, temporaire et a pour fonction de retarder le caractère abrasif des particules.
En effet, dans le cadre de la présente invention, d'un côté, l'enrobage prévient l'usure des machines lors de la fabrication de la feuille ou des stratifiés et d'un autre côté, lorsque le stratifié obtenu avec la feuille est soumis à l'usure.
Bien que l'on connaisse des charges enrobées comme décrit précédemment dans l'art antérieur et que l'on recherche depuis plus de vint-cinq ans, notamment dans le domaine des stratifiés décoratifs, à diminuer l'usure des machines à fabriquer les feuilles comportant ces charges et des rnachines à stratifier, l'homme du métier n'a encore jamais envisagé la solution préconisée par la présente invention.
L'homme du métier ayant pour but de développer un produit final résistant à l'abrasion grâce au caractère abrasif des particules, il n'a pas pensé à supprimer ou au moins à réduire au départ ce caractère abrasif des particules.
En particulier, la matière d'enrobage non abrasive est un polymère. Le polymère d'enrobage peut être un polymère naturel ou synthétique.
L'enrobage, selon son ionicité, peut apporter aussi une meilleure rétention des particules; on peut régler cette ionicité lors de la fabrication des polymères synthétiques.
L'invention fournit une feuille papetière comportant des particules abrasives lui conférant à l'usage une résistance à l'abrasion élevée qui comporte lesdites particules abrasives enrobées dans une matière non abrasive.
Plus particulièrement la feuille de l'invention se caractérise par le fait que les particules abrasives enrobées ont une abrasivité EINLEHNER, déterminée selon le test décrit dans l'exemple 1 ci- après, inférieure ou égale à 55 g/m2. De préférence cette abrasivité EINLEHNER est inférieure ou égale à 20 g/m2.
En particulier la feuille selon l'invention se caractérise par le fait que les particules dites abrasives sont choisies parmi les particules d'alumine, de silice, du nitrure de bore, du carbure de sfficium, du carbure de titane, du carbure de tungstène, de l'oxyde de zirconium, de l'oxyde de cérium, du verre, de céramique ou leurs mélanges. De préférence les particules sont des particules d'alumine.
Les particules peuvent être de formes diverses; par exemple elles peuvent être sphériques, ou sensiblement sphériques, polyédriques ou voire sous forme de fibres; de préférence ces particules avant enrobage présentent de nombreuses arêtes.
Selon un cas particuher, les particules abrasives enrobées ont une taille comprise entre 10 et 200 μm, de préférence entre 20 et 150 μm.
De préférence, les particules dites abrasives ont une dureté Mohs d'au moins 6, avant enrobage.
Plus particulièrement la matière d'enrobage doit avoir optiquement un aspect compatible avec l'utilisation de la feuille qui le contient c'est-à-dire qu'elle ne doit pas gêner la transparence de la feuille lorque cette feuille est un overlay ou qu'elle doit être d'aspect compatible avec l'effet décoratif de la feuille lorsque cette feuille est une feuille décor. De plus elle ne doit pas jaunir lorsqu'elle est soumise à la température de stratification des stratifiés comportant les feuilles; elle ne doit pas non plus jaunir dans le temps.
La matière d'enrobage doit être transparente à translucide ou blanc à blanc grisâtre pour ne pas ahérer l'aspect visuel de la feuille qui le comporte, notamment lorsque cette feuille est utilisée comme feuille overlay donc transparente. Selon un cas particulier de l'invention, la matière non abrasive est un polymère. Selon un cas particuher de l'invention, le polymère d'enrobage est choisi parmi les organopolysiloxanes, les homopolymères ou copolymères du styrène et ses dérivés, les homopolymères ou copolymères d'acides ou d'esters acryliques, les homopolymères ou copolymères d'acides ou d'esters methacryliques dont le pofy(méthacrylate de méthyle), les homopolymères ou copolymères vinyliques, les polyolêfines, les polysaccharides dont l'éthylcelhilose. Comme polysaccharides on peut utiliser des dérivés de la cellulose comme l'éthylcellulose ou des produits comme la chitine, extraite notamment de la carapace des crustacés. De préférence le polymère est choisi parmi le polystyrène, le pory(méthacryIate de méthyle), l'éthylcelhilose. De préférence la matière d'enrobage représente 1 à 10 % en poids sec du poids en sec des particules enrobées.
Les feuilles peuvent être imprégnées ou couchées à l'aide d'une composition, en particulier à l'aide d'une résine thermodurcissable.
Selon un cas particuher de l'invention, la feuille se caractérise par le fait qu'elle comporte une résine thermodurcissable et plus particuherement par le fait que la résine thermodurcissable est choisie parmi les résines mélamines, les résines benzoguanarnines, les résines de polyester insaturé, les résines urées. Plus particulièrement la feuille selon l'invention se caractérise par le fait qu'elle comporte, entre 1 et 70 %, de préférence entre 20 et 40%, en poids sec de particules abrasives enrobées par rapport à son poids sec total, hors le poids de résine thermodurcissable le cas échéant.
La feuille selon l'invention peut être utilisée comme feuille protectrice de recouvrement dite "overlay". La feuille est placée sur la feuille décorative du stratifié.
Avantageusement vette feuille permet d'obtenir des feuilles overlays de faible grammage et apportant cependant une résistance à l'abrasion élevée et donc ne nuisant pas à la bonne visibilité du décor du stratifié se trouvant en dessous.
L'invention concerne aussi une feuille overlay pour stratifiés résistants à l'abrasion qui se caractérise par le fait qu'elle comporte ladite feuille avec les particules abrasives enrobées.
Dans un autre cas, la feuille selon l'invention peut être utilisée directement comme feuille décorative du stratifié.
L'invention concerne aussi une feuille décorative pour stratifiés résistants à l'abrasion caractérisée par le fait qu'elle comporte ladite feuille avec les particules abrasives enrobées.
La feuille selon l'invention est obtenue par voie papetière à partir d'une dispersion à base de fibres de cellulose en milieu aqueux, les particules abrasives enrobées étant ajoutées en masse aux fibres de cellulose. La dispersion comporte de préférence un agent de résistance humide.
S'il s'agit d'une feuille destinée au décor, la dispersion peut comporter en outre des pigments opacifiant ou colorant.
La feuille peut éventuellement être constituée de plusieurs jets, le jet supérieur contenant les particules abrasives enrobées. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une feuille papetière selon l'invention dans lequel on introduit dans la feuille, éventuellement en surface, les particules abrasives sous forme enrobée dans ladite matière non abrasive. En particuher, l'invention concerne aussi le procédé de fabrication par voie papetière de la feuille à base de fibres de cellulose qui se caractérise en ce qu'on ajoute, en masse, dans la caisse de tête de la machine à papier contenant les fibres de cellulose, lesdites particules abrasives enrobées dans ladite matière non abrasive.
L'invention concerne ausi un autre cas particuher de procédé de fabrication par voie papetière de la feuille à base de fibres de cellulose qui se caractérise en ce qu'on ajoute, à l'aide d'une autre caisse de tête sur la machine à papier, en surface de la feuille en formation humide, lesdites particules abrasives enrobées dans ladite matière non abrasive.
Les particules abrasives enrobées peuvent également être introduites par d'autres techniques comme mentionné précédemment, en particuher par des procédés d'imprégnation, notamment en mélange avec une dite résine d'imprégnation, ou par des procédés de dépôt en surface. En particuher les procédés de dépôt en surface, notamment par couchage ou par pulvérisation, peuvent être mis en oeuvre sur une feuille prélablement imprégnée par une résine thermodurcissable et éventuellement après impression de la feuille dans le cas d'une feuille décorative. Dans tous les cas, les particules enrobées préviennent l'usure des machines mises en oeuvre.
La feuille selon l'invention peut être aussi une feuille décorative dite feuille finie, servant à l'élaboration du troisième type de panneaux décoratifs définis dans la partie introductive du présent mémoire. Cette feuille peut être avantageusement imprimée sans user les machines d'impression.
L'invention concerne aussi un stratifié résistant à l'abrasion qui se caractérise par le fait qu'il comporte comme feuille dite "overlay", une feuille selon l'invention.
L'invention concerne aussi un stratifié résistant à l'abrasion qui se caractérise par le fait qu'il comporte comme feuille décor, une feuille selon l'invention.
Selon un cas particuher de l'invention, le stratifié comportant la feuille avec les particules enrobées se caractérise par le fait que sa résistance à l'abrasion TABER, mesurée selon la norme NF-EN-483-2 (1991) est supérieure ou égale à 3000 tours.
Eventuellement le stratifié peut comporter comme feuille décor la feuille selon l'invention et de plus une feuille "overlay" classique (sans particules abrasives) pour une résistance à l'abrasion encore supérieure. Dans une autre éventualité le stratifié peut comporter à la fois une feuille décor et une feuille "overlay" toutes les deux selon l'invention pour une résistance à l'abrasion encore supérieure.
Selon un cas particuher de l'invention le stratifié se caractérise par le fait qu'il a un haut brillant. Ce haut brillant est obtenu grâce à l'état de surface des tôles de la presse à stratifier qui n'est pas altéré sous l'abrasivite des particules abrasives, ces particules étant enrobées dans ladite matière non abrasive.
L'invention concerne aussi le procédé de fabrication d'un stratifié qui se caractérise en ce qu'on place sur la pile des différents composants du stratifié au moins une feuille comportant les particules abrasives enrobées, et on presse ensemble cette feuille et les autres composants du stratifié.
Dans le cas d'un stratifié dit haute pression, les composants du stratifié autres que la feuille comportant les particules abrasives enrobées sont les feuilles kraft imprégnées de résine thermodurcissable et la feuille décorative, éventuellement imprégnée d'une résine thermodurcissable, dans le cas où cette feuille décorative ne comporte pas les charges abrasives enrobées. Dans le cas d'un stratifié basse pression, les composants du stratifié autres que la feuille comportant les particules abrasives enrobées sont le panneau support comme un panneau de particules agglomérées et une feuille décorative imprégnée d'une résine thermodurcissable, dans le cas où cette feuille décorative ne comporte pas les charges abrasives enrobées.
Les exemples non limitatifs suivants permettront de mieux comprendre l'invention :
EXEMPLE 1 COMPARATIF :
On réalise une feuille témoin avec des particules abrasives d'alumine non enrobées. Ces particules d'alumine ont une dureté KNOOP de 2100 soit une dureté MOHS de 9; elles ont une taille moyenne de 100 μm. Les particules d'alumine utilisées se caractérisent par une abrasivité EINLEHNER de 86 g/m2.
A titre comparatif, déterminée dans les mêmes conditions de test , l'abrasivite EINLEHNER des particules d'oxyde de titane, qui sont parmi les charges papetières usuelles les plus abrasives, est de
14 g/m2.
L'abrasivite EINLEHNER des particules a été déterminée dans les conditions de test suivantes :
Le pigment est séché à l'étuve à 105°C pendant 24 heures puis on met en suspension 10 g de ce produit dans 1000g d'eau distillée. Le pH est réajusté à 6 avec du sulfate d'alumine. Le principe de cette mesure consiste à faire circuler entre un mobile et une grille métallique, sous forte agitation, les particules de l'échantillon à tester. La durée standard de ce test est de 120 minutes mais peut être diminuée dans le cas de produits très abrasifs, en effet la perte de masse de la toile ne doit pas dépasser 40 mg soit DOg/m2. Dans le cas présent les charges à tester étant très abrasives, la durée du test est fixée à 30 minutes. L'abrasivite du produit à tester représente la perte de masse de la toile métallique au m2 et est déterminée, en g/m2, selon la formule de calcul suivante : Abrasivité Einlehner = X .10° / 305 . 10 *
X étant la différence des masses de la toile avant et après abrasion en mg et 305.10 "* étant la surface de la toile abrasée en m2.
On fabrique une feuille témoin overlay sur une machine à papier de type Foudrinier à partir d*une composition en milieu aqueux de fibres de cellulose raffinée à 20 SR (degrés SCHOEPPER- RIEGLER). On ajoute aux fibres, en masse, les particules d'alumine. La feuille contient aussi 2% en poids sec d'un agent de résistance humide à base de résine mélarnine-formaldéhyde. La feuille après séchage a un grammage de 43 g/m2.
On déterπήne le taux de cendres selon la norme ISO 2144(1987) à 420°C; la feuille comporte environ 8,6 % de matières minérales constituées majoritairement de l'alumine, les autres matières minérales étant des résidus minéraux contenus dans la pâte à papier et les additifs. On imprègne la feuille avec une résine mélamine-formaldéhyde en milieux aqueux, le taux d'imprégnation est de 72 % c'est-à-dire qu'il y a environ 72 grammes de résine en poids sec pour 100 grammes de papier imprégné.
On stratifié cette feuille pour fabriquer un stratifié haute pression selon la méthode et les conditions opératoires suivantes : on empile 5 feuilles de papier kraft imprégnées de résine phénolique puis une feuille décor imprimée, imprégnée de résine mélamine-formaldéhyde et enfin on place la feuille overlay imprégnée.
On chauffe les plateaux de la presse à stratifier à 160 °C et on apphque une pression de 6,9 MPa (70 kg/cm2) pendant 30 minutes.
On mesure la résistance à l'abrasion du stratifié obtenu selon la norme NF-EN 438-2(1991) paragraphe 6. Cette résistance se caractérise par l'usure moyenne R qui est de l'ordre de 4300 tours .
EXEMPLE 2 : Les particules d'alumine du témoin sont enrobées en mettant ces particules en suspension dans un ht fluidisé et en y vaporisant le polymère, du pory(méthacrylate de méthyle), préalablement dissout dans du dichlorométhane. D y a environ 1,5 % de polymère en poids des particules enrobées. La taille des particules enrobées est sensiblement la même que celle des particules non enrobées; les particules ont été enrobées d'une fine pellicule de polymère. On vérifie au microscope électronique à balayage que la pellicule enrobe de façon continue les particules d'alumine.
On détermine l'abrasivite EINLEHNER des particules enrobées, mesurée dans les conditions du témoin. Cette abrasivité est de 45 g/m2, elle est donc nettement inférieure à celle du témoin.
On fabrique comme pour le témoin une feuille overlay sur une machine à papier de type
Foudrinier à partir d'une composition en milieu aqueux de fibres de cellulose raffinée à 20°SR
(degrés SCHOEPPER-RTEGLER). On ajoute aux fibres, en masse, des particules d'alumine de l'exemple mais enrobées dans le pohy(méthacrylate de méthyle). La feuille contient aussi 2% en poids sec d'un agent de résistance humide à base de résine mélamine-formaldéhyde.
La feuille après séchage a un grammage de 38 g/m2.
On détermine le taux de cendres selon la norme ISO 2144(1987) à 420°C; la feuille comporte environ 10 % de matières minérales constituées majoritairement de l'aiumine, les autres matières minérales étant des résidus minéraux contenus dans la pâte à papier et les additifs. On imprègne la feuille avec une résine mélamine-formaldéhyde en milieux aqueux, le taux d'imprégnation est de 70 % c'est-à-dire qu'il y a environ 70 grammes de résine en poids sec pour 100 grammes de papier imprégné.
On stratifié cette feuille pour fabriquer un stratifié haute pression selon la méthode et les conditions opératoires de l'exemple comparatif 1. On mesure la résistance à l'abrasion du stratifié obtenu selon la norme NF-EN 438-2(1991) paragraphe 6. Cette résistance se caractérise par l'usure moyenne R qui est de l'ordre de 4500 tours . Cette résistance a donc été maintenue par rapport au témoin de l'exemple comparatif 1.
On vérifie visuellement que le polymère d'enrobage n'a pas jauni lors de la stratification.
On vérifie aussi que la présence des charges enrobées n'a pas diminué la transparence de la feuille les comportant par rapport à celle du témoin et que l'effet décoratif du stratifié n'est pas altéré.
On vérifie aussi que les caractéristiques mécaniques (résistance à la traction, résistance à l'état humide) et la porosité de la feuille de papier ont été conservées par rapport au témoin. EXEMPLE 3 :
Les particules d'alumine du témoin sont enrobées en mettant ces particules en suspension dans un ht fluidisé et en y vaporisant le polymère, du polystyrène, préalablement dissout dans du toluène. E y a environ 2,5 % de polymère en poids des particules enrobées. La taille des particules enrobées est sensiblement la même que celle des particules non enrobées; les particules ont été enrobées d'une fine pellicule de polymère. On vérifie au microscope électronique à balayage que la pellicule enrobe de façon continue les particules d'alumine.
On détermine l'abrasivite EINLEHNER des particules enrobées, mesurée dans les conditions du témoin. Cette abrasivité est de 15 g/m2, elle est donc au même niveau que celle des particules d'oxyde de titane et est presque six fois inférieure à celle du témoin.
On fabrique, comme pour le témoin et dans l'exemple 2, une feuille overlay sur une machine à papier de type Foudrinier à partir d'une composition en milieu aqueux de fibres de cellulose raffinée à 20°SR (degrés SCHOEPPER-RDEGLER). On ajoute aux fibres, en masse, des particules d'alumine enrobées dans le polystyrène. La feuille contient aussi 2% en poids sec d'un agent de résistance humide à base de résine mélamine-formaldéhyde.
La feuille après séchage a un grammage de 38 g/m2.
On détermine le taux de cendres selon la norme ISO 2144(1987) à 420°C; la feuille comporte environ 9 % de matières minérales constituées majoritairement de l'ahimine, les autres matières minérales étant des résidus minéraux contenus dans la pâte à papier et les additifs.
On imprègne la feuille avec une résine mélamine-formaldéhyde en milieux aqueux, le taux d'imprégnation est de 73 % c'est-à-dire qu'il y a environ 73 grammes de résine en poids sec pour 100 grammes de papier imprégné.
On stratifié cette feuille pour fabriquer un stratifié haute pression selon la méthode et les conditions opératoires de l'exemple comparatif 1.
On mesure la résistance à l'abrasion du stratifié obtenu selon la norme NF-EN 438-2(1991) paragraphe 6. Cette résistance se caractérise par l'usure moyenne R qui est de l'ordre de 4000 tours . Cette résistance a donc été maintenue par rapport au témoin de l'exemple comparatif 1.
On vérifie visuellement que le polymère d'enrobage n'a pas jauni lors de la stratification. On vérifie aussi que la présence des charges enrobées n'a pas diminué la transparence de la feuille les comportant par rapport à celle du témoin et que l'effet décoratif du stratifié n'est pas altéré. On vérifie aussi que les caractéristiques mécaniques (résistance à la traction, résistance à l'état humide) et la porosité de la feuille de papier ont été conservées par rapport au témoin.
EXEMPLE 4 : Les particules d'alumine du témoin sont enrobées en mettant ces particules en suspension dans un ht fluidisé et en y vaporisant le polymère, de réthylcellulose, préalablement dissout dans du toluène. 11 y a environ 1,5 % de polymère en poids des particules enrobées. La taille des particules enrobées est sensiblement la même que celle des particules non enrobées; les particules ont été enrobées d'une fine pellicule de polymère. On vérifie au microscope électronique à balayage que la pellicule enrobe de façon continue les particules d'alumine.
On détermine l'abrasivite EINLEHNER des particules enrobées, mesurée dans les conditions du témoin. Cette abrasivité est de 55 g/m2, elle est donc nettement inférieure à celle du témoin.
On fabrique comme pour le témoin une feuille overlay sur une machine à papier de type Foudriαier à partir d'une composition en miheu aqueux de fibres de cellulose raffinée à 20 SR (degrés SCHOEPPER-RTEGLER). On ajoute aux fibres, en masse, des particules d'alumine de l'exemple mais enrobées dans réthylcellulose. La feuille contient aussi 2% en poids sec d'un agent de résistance humide à base de résine mélamine-formaldéhyde. La feuille après séchage a un grammage de 38 g/m . On détermine le taux de cendres selon la norme ISO 2144(1987) à 420°C; la feuille comporte environ 10 % de matières minérales constituées majoritairement de l'alumine, les autres matières minérales étant des résidus minéraux contenus dans la pâte à papier et les additifs.
On imprègne la feuille avec une résine mélamine-formaldéhyde en milieux aqueux, le taux d'imprégnation est de 70 % c'est-à-dire qu'il y a environ 70 grammes de résine en poids sec pour 100 grammes de papier imprégné.
On stratifié cette feuille pour fabriquer un stratifié haute pression selon la méthode et les conditions opératoires de l'exemple comparatif 1.
On mesure la résistance à l'abrasion du stratifié obtenu selon la norme NF-EN 438-2( 1991) paragraphe 6. Cette résistance se caractérise par l'usure moyenne R qui est de l'ordre de 4500 tours . Cette résistance a donc été maintenue par rapport au témoin de l'exemple comparatif 1.
On vérifie visuellement que le polymère d'enrobage n'a pas jauni lors de la stratification. On vérifie aussi que la présence des charges enrobées n'a pas diminué la transparence de la feuille les comportant par rapport à celle du témoin et que l'effet décoratif du stratifié n'est pas altéré.
On vérifie aussi que les caractéristiques mécaniques (résistance à la traction, résistance à l'état humide) et la porosité de la feuille de papier ont été conservées par rapport au témoin.

Claims

REVENDICATIONS
1. Feuille papetière comportant des particules abrasives hii conférant à l'usage une résistance à l'abrasion élevée caractérisée par le fait qu'elle comporte lesdites particules abrasives enrobées dans une matière d'enrobage non abrasive.
2. Feuille selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la matière d'enrobage non abrasive est un polymère.
3. Feuille selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée par le fait que les particules abrasives enrobées ont une abrasivité EINLEHNER, déterminée selon le test décrit dans l'exemple 1 de la description, inférieure ou égale à 55 g/m2.
4. Feuille selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les particules sont choisies parmi les particules d'alumine, de la sihce, du nitrure de bore, du carbure de sihcium, du carbure de titane, du carbure de tungstène, de l'oxyde de zhconium, de l'oxyde de céπum, du verre, de céramique ou leurs mélanges.
5. Feuille selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que, les particules abrasives enrobées ont une taille moyenne comprise entre 10 et 200 μm, de préférence entre 20 et 150 μm
6. Feuille selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que, les particules abrasives ont une dureté Mohs d'au moins 6 avant enrobage.
7. Feuille selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée par le fait que le polymère d'enrobage est choisi parmi les organopolysiloxanes, les homopolymères ou copolymères du styrène et ses dérivés, les homopolymères ou copolymères d'acides ou d'esters acryliques, les homopolymères ou copolymères d'acides ou d'esters methacryliques dont le ρoly(méthacry_ate de méthyle), les homopolymères ou copolymères vinyliques, les polyolêfines, les polysaccharides dont réthylcellulose.
8. Feuille selon la revendication 2 à 7, caractérisée par le fait que le polymère d'enrobage représente 1 à 10 % en poids sec du poids en sec des particules enrobées.
9. Feuille selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait qu'elle comporte une résine thermodurcissable.
10. Feuille selon la revendication 9, caractérisée par le fait que la résine est choisie parmi les résines mélamines, les résines benzoguanamines, les résines de polyester insaturé, les résines urées.
11. Feuille selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait qu'elle comporte entre 1 et 70 %, de préférence entre 1 et 40 % en poids sec desdites particules enrobées par rapport à son poids sec total, hors le poids de la résine thermodurcissable le cas échéant.
12. Feuille overlay pour stratifiés résistants à l'abrasion caractérisée par le fait qu'eUe comporte une feuille selon l'une des revendications 1 à 11.
13. Feuille décorative pour stratifiés résistants à l'abrasion caractérisée par le fait qu'elle comporte une feuille selon l'une des revendications 1 à 11.
14. Stratifié résistant à l'abrasion caractérisé par le fait qu'il comporte comme feuille overlay, une feuille selon la revendication 12.
15. Stratifié résistant à l'abrasion caractérisé par le fait qu'il comporte comme feuille décorative une feuille selon la revendication 13.
16. Stratifié selon l'une des revendications 14 ou 15 caractérisé par le fait que sa résistance à l'abrasion TABER, mesurée selon la norme NF-EN-483-2 (1991) est supérieure ou égale à 3000 tours.
17. Stratifié selon l'une des revendications 14 à 16 caractérisé par le fait qu'il a un haut brillant.
18. Procédé de fabrication d'une feuille papetière selon d'une des revendications 1 à 13 caractérisé en ce qu'on introduit dans la feuille lesdites particules abrasives sous forme enrobée dans ladite matière non abrasive.
19. Procédé de fabrication par voie papetière d'une feuifle à base de fibres de cellulose selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'on ajoute, en masse, dans la caisse de tête de la machine à papier contenant les fibres de cellulose, lesdites particules abrasives enrobées dans ladite matière non abrasive.
20. Procédé de fabrication par voie papetière d'une feuille à base de fibres de cellulose selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'on ajoute, à l'aide d'une autre caisse de tête sur la machine à papier, en surface de la feuille en formation humide, lesdites particules abrasives enrobées dans ladite matière non abrasive.
21. Procédé de fabrication d'un stratifié caractérisé en ce qu'on place sur la pile des différents composants du stratifié, au moins une feuille selon l'une des revendications 1 à 13 ou obtenue selon l'une des revendications 18 ou 19, et on presse ensemble cette feuille et les autres composants du stratifié.
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