Brevet FR2002780A1 — publié le 19691031

La présente invention concerne la fabrication d'une matière de fibres liées, dite non tissée, dans une machine à papier et à partir des fibres de papier ou d'un mélange de cellulose et de telles fibres présentant des liaisons intermédiaires, ledit mélange présentant une teneur importante de cellulose et les fibres n'étant pas ou seulement très peu pilées de manière que leurs propriétés de papier n'exercent aucune influence notable. Une telle matière présente des propriétés similaires à celles des tissus et peut être utilisée comme tissus par exemple pour fabriquer des produits destinés à être utilisés une seule fois, Suivant la technique antérieure, une telle matiere à base de fibres de cellulose et qui présente des propriétés similaires à celles des tissus, est fabriquée essentiellement dans deux phases. Ces phases sont le tissage des fibres et une imprégnation ultérieure de la bande ainsi obtenue avec un liant et avec d'autres matières chimiques additives. Ceci s'applique aussi bien au cas de l'utilisation de papier comme bande de base, normalement du papier dit papier mousseline, que la formation de la bande de base à partir de fibres de cellulose présentant des caractéristiques très peu avantageuses pour la fabrication de papier, c1 est-à-dire qui présentent une importante teneur d'a cellulose ou qui présentent des liaisons intermédiaires et ne sont de plus très peu ou pas pilées. Lorsqu'on utilise des fibres dont les caractéristiques sont peu avantageuses pour la fabrication de papier pour fabriquer une matière de fibres agglomérées, le procédé de fabrication en deux phases (fabrication de la bande et imprégnation ultérieure avec un liant) semble inutilement compliqué. La présente invention a pour objet de remédier audit inconvénient. le procédé selon l'invention consiste à ajouter à la suspension des fibres dans de l'eau avant la formation d'une feuille de fibres, un liant constitué par une matière plastique, un élastomère ou une dispersion d'une résine, à précipiter et à fixer -=er ledit liant sur les fibres , à former à partir des fibres ainsi traitées une feuille ou une bande, à faire sécher la feuille ou la balise obtenue et à faire durcir ledit liant incorporé dans la feuille d'une manière convenable.De cette manière le procédé de fabrication de ladite ratière de fibres n' est pas seulement teciqeent plus simple, mais de plus, plus éconolríque parce que la phase de 11 imprégnation de la bande est complètement supprtrnée et on peut ainsi réaliser aussi bien des économies sur le cott de la fabrication que des économies sur l'investissement gracie à la suppression d'une installation particulière. La précipitation et la fixation du liant peuvent être effectuées selon 11 invention en appliquant des procédés connus pour ajouter des matières plastiques et des résines à la suspension obtenue à l'une des extrémités d'une machine à papier pour la fabrication de différents types de papier par exemple du papier présentant une forte résistance à l'état humide. Etant donné qu'on a utilisé pour de tels papiers des fibres de cellulose affinées ou pilonnées, le produit final est ainsi relativement rigide et similaire au papier et est traité de la même manière que le papier normal.Il semble qu'on n'ait jamais utilisé des fibres peu avantageuses pour la fabrication du papier et qui sont traitées de ladite manière (de telles fibres sont des fibres présentant une importante teneur de cellulose normalement supérieure à 90 %, et des fibres à liaisons intermédiaires) pour fabriquer un produit en feuilles. De telles fibres ont été encore moins employées en état peu ou pas pilonné, comme selon le procédé selon l'invention, pour fabriquer une matière ne ressemblant pas au papier mais qui présente de bonnes caractéristiques de textile telles qutune bonne souplesse, une flexibilité et une porosité similaire à celles des tissus. On suppose que lesdites caractéristiques de tissus sont dues au fait que de telles fibres ne peuvent pas facilement être hydratées et que des fibres peu ou pas pilées ne présentent que des capacités de liaison relativement faibles. Ce sont ainsi le liant employé et la rigidité interne des fibres qui déterminent le caractère du textile ou du produit final et non les liaisons du type de papier entre les différentes fibres individuelles. Suivant le procédé selon l'invention on emploie des fibres préparées à partir des pâtes :la pAte à sulfate, la pâte à sulphite ou d'autres putes chimiques ou ml-chimiques de bois conifère ou de bois feuillus ou d'autres matières végétales cellulosiques. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il est particulièrement avantageux d'utiliser des fibres connues dans la fabrication des dérivés de cellulose et de la cellulose régénérée et qui présentent initialement une i-EA ortante teneur d'a cellulose normalement au dessus de O. Des pâtes présentant des liaisons transversales ou intermédiaires reliant les différentes chapes de cellulose entre elles, sont obtenues à l'aide dtun agent favorisant la formation de telles liaisons et qui sert à favoriser notamment la formation de double liaisons, de tels agents sont appelés ici agents poly- fantonnels i comprennent en outre les polyhalides, les polyaldehy des, les polyépoxides, les halohydrines, les di-iso-cyanates, les composés N-méthylol et les mélanges de ceux-ci. les liants qui peuvent titre ajoutés à la suspension de fibres pour Outre précipités et fixés sur les fibres, comprennent en outre, l'acrylate, le styrène, le butadiène, le nitrile, le néoprène et des dispersions à base de vinyl pour seulement citer les plus importants de ces liants. Pour stabiliser la dispersion on peut utiliser aussi bien des émulsifiants ioniques que des émulsifiants non-ioniques. On peut également utiliser des combinaisons de résines latex. les procédés de précipitation et de fixation du latex sur les fibres employées suivant l'invention sont le plus souvent basés sur la fonction des sels trivalents tels que les sels d'aluminium. Le fixage peut également entre obtenu par un traitement de la pite de fibres avant la précipitation avec un agent cationique par exemple une substance à surface active telle que les résines durée et de mélamine, les sels des amines d'alcali ou des polyamines complexes. le produit aggloméré obtenu à base desdites fibres et aggloméré au moyen desdits agents de précipitation et de fixation, se présente sous forme d'un tissu souple et poreux et qui présente une surface similaire à celle des tissus courants. La souplesse de ce produit de fibres peut être réglée par exemple en faisant varier la quantité de liant ajoutée à la suspension de fibres. les caractéristiques de textile ainsi que la résistance du produit final peuvent de plus être modifiées en employant les fibres dudit type en combinaison avec des fibres non traitées et même avec des fibres de papier raffinées classiques. Pour renforcer la résistance du produit de fibres on peut de plus employer vautres types de fibres naturelles ou synthétiques organiques ou inorganiques. la pite de fibres est transformée en feuille ou bande, par exemple dans une machine à papier classique, et l'agent liant est durci de préférence à une température élevée. la quantité de liant précipitée dans la suspension de fibres peut varier suivant l'utilisation envisagée pour le produit final à obtenir et peut représenter jusqu'à 200 % de la quantité de cellulose utilisée. la teneur de cellulose de la feuille obts- nue est normalement d'environ 45 g/m2, mais peut varier dans de $are-siimite-- --- - ~~~~ Au cours de la fabrication on peut de plus ajouter aux fibres ou au liant des substances telles que des matières colorantes, des matières chimiques anti-feu, des matières stabilisatrices et d'autres matières additives connues. D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront à l'étude des exemples ci-dessous qui ne présentent aucun caractère limitatif en ce qui concerne la structure de la matière de base, le type de liant et le procédé de précipitation, étant donné que même en variant plusieurs de ces facteurs, on obtient toujours la matière selon l'invention, c'est-à-dire un aggloméré de fibres présentant des propriétés similaires à celles des tissus. Exemple 1. On a d'abord préparé une suspension de 2 % de fibres de cellulose blanchies et non broyees du type à sulphate carbonate contenant 94,7 ffi da cellulose. la valeur pH de la suspension doit outre corrigée avec du carbonate de sodium de manière à obtenir une valeur de l'ordre de 7 à 8. On a ensuite ajouté lentement et en agitant la suspension un latex d'acrylate anionique stabilisé antérieurement dans une solution de caséine (2 % de caséine de la quantité de latex sec). La suspension a été agitée pendant environ 10 minutes et on a ensuite abaissé sa valeur pH à une valeur de l'ordre de 4 à 5 en ajoutant du sulfate dtaluminium sous une vigoureuse agitation. Après un temps de l'ordre de 15 à 30 minutes, le latex a été précipité.La teneur de cellulose dans les feuilles obtenues a été de l'ordre de 30 à 45 g/m2. 82 % du liant précipité sur les fibres ont été retenus sur celles-ci sans recirculation de l'eau s'écoulant à travers la toile métallique de la machine à papier utilisée. le produit final ou l'aggloméré de fibres a présenté une surface lisse et agréable similaire à celle d'un tissu et d'autres propriétés telles que la flexibilité, la porosité et l'élasticité qui ont été également similaires à celles dtun tissu de bonne qualité. exemple 2. On a préparé une suspension de 2 % de fibres de cellu loe au sulphite blanchies et non-Droyées et qui ont contenu 96 5'o de cellulose. La valeur pli de la suspension a été abaissée à 4 - 5 à l'aide de sulfate d t aluminium et ensuite on a ajouté une solution légèrement acétique contenant 2 ç de résine de formaldéhyde mélamine (par rapport à la quantité de cellulose contenue dans la suspension). Après une agitation de 15 minutes au cours de laquelle la résine a été fixée sur les fibres, la valeur pH de la suspension a été corrigée avec du carbonate de sodium, de manière à obtenir une valeur de 6 - 5. On a ajouté du latex anionique et continué le traitement comme dans l'exemple 1.Environ 100 % du liant précipité à partir du latex sur les fibres ont été retenus sur les fibres après une recirculation de l'eau traversant la toile métallique de la machine à papier utilisée. Les propriétés de textile du produit final ont été bonnes, mais le produit a été légèrement plus rigide que celui de exemple 1. Ceci est évidemment dû à la résine mélamine employée qui est également responsable de la résistance particulièrement élevée du produit final, Exemple 3. Pour fabriquer un aggloméré de fibres on a traité une paAte au suiphite de fibres blanchies non broyées avec de l'épi- chlorohydrine pour réaliser des liaisons intermédiaires et ceci selon le procédé suivant. Une quantité donnée de cellulose a été traitée avec une solution contenant six fois le poids de cellulose de hydroxyde de sodium de 10 , et quatre fois le poids de cellulose d'épichlorohydrine de 10 Vo. L'air dans le récipient de réaction a été remplacé par de 11 azote et l'ensemble a été mélangé avec un agitateur basculant pendant 51 heures à la température ambiante. La pâte filtrée et munie de liaisons intermédiaires a été lavée pour ainsi retirer tout alcali et on a préparé une suspension de fibres de 2 - à partir de la pâte lavée. La valeur pH de la suspension a été corrigée avec de lXhydroxyde de sodium pour obtenir une valeur de 8. On a ensuite ajouté une solution de 1 ,ó d'un sel d'un polaansine complexe en une quantité telle à obtenir une addition de polyamine constituant 4 , > du latex (à l'état sec) utilisé. Après un mélange pendant 5 minutes, la valeur pli de la suspension a été bissée a d - 5 à l'aide dSun acide sulfurique dilués.Une solution ùi1 latex d'acrylate anionique de 25 % a été ensuite ajoutée sous agitation jusqu'à réaliser une précioitation complète. h partir de la suspension de fibres ainsi obtenue, on a préparé dans des moules de laboratoire des échantillons de feuilles. La quantité de cellulose contenue dans ces feuilles a eté de tordre de 35 à 45 g/m2. Plus de 70 ss du liant précipité sur les fibres ont été retenus sur celles-ci. Le produit final ou ltaggloméré de fibres ainsi obtenu s'est montré convenable pour être utilisé comme tissu,en particulier en ce qui concerne sa flexibilité et sa porosité. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, on pourra y apporter de nombreuses modifications de détails, sans sortir pour cela, du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication dfun aggloméré de fibres de cellulose à partir de fibres de cellulose seules ou en combinaison avec des fibres présentant une importante teneur dt cellulose ou avec des fibres présentant des liaisons intermédiaires transversales et qui ne sont pas ou que peu broyées ou pilées, ou encore avec d'autres fibres naturelles ou synthétiques et le cas échéant avec d'autres additifs convenables, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter à la suspension des fibres dans de l'eau avant la formation d'une feuille de fibres, un liant constitué par une matière plastique, un élastomère ou une dispersion d'une résine, à précipiter et à fixer ledit liant sur les fibres, à former à partir des fibres ainsi traitées une feuille ou une bande, à faire sécher la feuille ou la bande obtenue et à faire durcir ledit liant incor poré dans la feuille d'une manière convenable. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser comme liant de l'acrylate, du styrène, du butatiène, du nitrile, du néoprène ou des dispersions à base de final. 3) Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter à la dispersion dudit liant un émulsifiant ionique ou non-ionique pour ainsi stabiliser ladite dispersion. 4) Procédé suivant ltune des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter pour améliorer la fixation dudit liant des matières auxiliaires améliorant la capacité de fixation de la suspension de fibres et qui sont constituées par des composés tels que les sels des métaux trivalents, les résines d'urée et de mélamine, les sels des amines alcalins et les polyamines complexes. 5) Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une quantité de liant précipitée sur les fibres inférieure ou égale à 200 % de la quantité de cellulose contenue dans les fibres. 6) Procédé suivant l'une des revendications î à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter aux fibres ou audit liant des stabilisants, des matières chimiques augmentant la résistance au feu de la matière obtenue, des pigments colorants ou des colorants ou d'autres matières additives convenables, employées séparément ou en combinaison0 7) Feuille ou bande de fibres agglomérées présentant des propriétés similaires à celles des tissus et qui est fabriquée suivant le procédé selon l'une des revendications 1 à 6 et à pr- tir de fibres dé cellulose seules ou en combinaison avec d'autres fibres naturelles ou synthétiques0