Brevet FR2012895A1 — publié le 19700327

2385S 1 2012895 L'Invention a pour objet un procédé, de fabrication de produits fibreux à surface enduite, pouvant être thermosoudée et imprimée. Elle vise également les produits fibreux ainsi obtenus. 5 Dans la fabrication du papier de haute qualité, par exem ple du papier destiné à des impressions artistiques et à des impressions en couleur, il est connu de traiter la surface dudit papier à l'aide d'un produit d'enduction. Les pores du papier se trouvent ainsi bouchés et il se forme une surface plane per-10 mettant, lors de l'impression, d'obtenir une reproduction très nette. Comme produit d'enduction, on utilise une suspension de pigments et d'un liant dans un rapport d'environ 4 à 6. Le liant se compose principalement de caséine et de produits amylacés,qui, récemment, ont été remplacés, complètement ou partiellement, par 15 des liants synthétiques. Pour le thermosoudage de la surface on y dépose ensuite, éventuellement après impression, une couche de matière synthétique. L'invention a pour but de former, en une seule phase opératoire, sur un produit fibreux, une surface qui soit aussi bien 20 thermosoudable qu'imprimable. L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication de produits fibreux à surface enduite pouvant être thermosoudée et imprimée, caractérisé en ce qu'on confectionne la surface thermosoudable et imprimable en une seule phase opératoire, en dépo-25 sant un produit d'enduction qui présente un rapport pigment-liant d'environ 0,8 à 4,0, de préférence d'environ 3,4 à 1,8 et dont le liant est constitué par une dispersion aqueuse contenant une matière synthétique thermoplastique présentant une grosseur de particules d'environ 0,2 à 3 jjl en proportion supérieure à environ 30 50 % en poids, de préférence environ 50 à 95 % en poids, proportion rapportée à la totalité du liant sec, et de préférence supérieure à environ 20 % en poids, rapportée à la masse totale du produit d'enduction sec, la matière synthétique précitée ayant un allongement de rupture d'environ 300 % au moins et une tem-35 pérature de thermosoudage d'environ 70 à 160°C. Il est particulièrement indiqué d'utiliser un rapport pigment-liant d'environ 1 à 2,5, c'est-à-dire d'ajouter à 100 parties en poids de pigment 40 à 100 parties en poids de liant. Un rapport pigment-liant d'environ 2 est particulièrement préfé-40 ré. Comme liant on utilise une dispersion qui, avantageusement, 69 23855 2 2012895 en plus des liants naturels, tels que la caséine et l'amidon ou des produits amylacés, contient une part prépondérante d'une matière synthétique thermoplastique. La part de matière synthétique thermoplastique est avantageusement supérieure à environ 5 50 % en poids, elle est, d'une manière particulièrement judicieuse, comprise entre 50 et 95 % en poids, et de préférence entre 65 et 80 %f ces proportions étant rapportées à la totalité du liant sec. La grosseur des particules de matière synthétique contenues 10 dans la suspension aqueuse est avantageusement comprise entre 0,2 et 3 yu. Comme matières synthétiques thermoplastiques, on utilise de préférence celles qui. ont un allongement de rupture supérieur à 300 % environ, de préférence de 400 à 900 %. La température 15 de thermosoudage est avantageusement comprise entre 70 et 160*C. Il est alors important que le domaine de températures entre le point de ramollissement et le point de redurcissement soit aussi faible que possible et que le redurcissement se produise à température aussi haute que possible pour éviter un effet de grais-20 sage. Des matières synthétiques satisfaisant à ces spécifications peuvent être obtenues par copolymérisation ou par terpolymérisa-tion en dispersion des monomères suivants : chlorure de vinyle, ester de vinyle, éther de vinyle, aciàe et ester acryliques, 25 acide et ester méthacryliques, acide et ester maléiques, acide et ester fumariques, isobutylène, éthylène, etc. De préférence, on utilise une dispersion se composant de 20 à 40 % en poids de chlorure de vinyle, 20 à 50 % d'un ester de vinyle comportant 1 à 3 atomes de carbone dans le radical acide et 25 à 50 % en 30 poids d'une combinaison du type R^CH « Cî^-COOR^ , dans laquelle R^ est un atome d'hydrogène ou un radical -COOR^ , R2 est un atome d'hydrogène ou un radical -CH^ et R^ un radical alcoyle comportant 4 à 8 atomes de carbone. De manière avantageuse, cette dispersion est utilisée en combinaison avec une dispersion 35 comprenant de 10 à 85 % en poids d'un dérivé de formule Cî^-CR^-COOR2 , dans laquelle R^ est un atome d'hydrogène ou un radical —CH^ et R2 un radical alcoyle contenant de 1 à 8 atomes de carbone, de 85 à 10 % en poids d'un ester de vinyle et de 2 à 10 % en poids d'acide acrylique. Dans un autre mode de réalisation 40 préféré de l'invention, on utilise une dispersion se composant 69 23855 3 2012895 de 5 à 40 % en poids de chlorure de vinyle, 40 à 80 % en poids d'un ester de vinyle contenant de 1 à 18 atomes de carbone dans le radical acide et 5 à 25 % en poids d'éthylène. Ces suspensions aqueuses sont préparées de manière connue à l'aide de 5 colloïdes protecteurs et d'émulsifiants. Les liants naturels tels que la caséine , l'amidon et les produits amylacés sont mis, de manière connue, sous forme aqueuse et employés comme agents liants avec la dispersion de matière synthétique. 10 Comme pigments pour le produit d'enduction, on utilise les corps de charge connus tels que le kaolin, le talc, l'amiante, les plâtres, le "blanc fixe" (sulfate de baryum), la magné-site, la craie, le dioxyde de titane, le silicate de calcium, la terre d'infusoires, etc. Le produit d'enduction peut en outre 15 être teinté. Comme produits fibreux, on utilise principalement des matériaux contenant de la cellulose, tels que le papier, la carto-line ou le carton, dans lesquels les matières premières fibreuses peuvent être de natures les plus diverses, par exemple du bois, 20 de la paille, des chiffons, etc. La quantité de produit d'enduction à étaler dépend fortement de la porosité et du degré d'encollage des produits fibreux. Il est avantageux de déposer, par mètre carré, environ 15 à 25 grammes de produit"d*enduction, évalué en produit sec. 25 Conformément au procédé de l'invention, on peut fabriquer en une seule phase opératoire des papiers, des cartolines ou des cartons à surface imprimable et thermosoudable. Ces produits peuvent être thermosoudés entre eux. Une autre possibilité consiste à souder sur cette surface 30 thermosoudable d'autres matériaux tels que des ffeuilles de matière synthétique. On peut ainsi réaliser, par simple soudage, des emballages du genre de ceux désignés dans le métier par le terme "blister". A cet effet, les méthodes usuelles de soudage telles que le thermosoudage, le soudage à haute fréquence et 35 par impulsions thermiques, conviennent particulièrement bien. On ajoute quelquefois avantageusement au produit d'enduction un produit dit "améliorateur d'adhérence". De telles substances peuvent être des résines de colophane telles que l'ester de colophane glycérinée, des combinaisons hydratées de colopha-40 ne, etc, des résines de coumarone, des résines d'indëne-coumarone 69 23855 4 2012895 des résines polyterpéniques, des résines alkydes, etc. L'addition de l'agent d'amélioration d'adhérence est surtout avantageuse dans le cas où des matériaux synthétiques, tels que des feuilles de matières synthétiques, doivent être fixés 5 sur la surface thermosoudable. Suivant le matériau constitutif de la matière synthétique ( par exemple en forme de feuille) à souder sur la surface, l'utilisation dudit agent d'amélioration d'adhérence permet d'améliorer l'adhérence et la facilité de traitement. Lorsque par exemple on utilise des feuilles de chlo-10 rure de polyvinyle rigides, ce sont les résines de coumarone qui conviennent particulièrement bien comme améliorateurs d'adhérence. La quantité que l'on utilise est comprise de préférence entre 1 et 5 % en poids, rapportée à la matière synthétique thermoplastique contenue dans la dispersion aqueuse. 15 Une autre variante du procédé consiste à effectuer l'im pression de la surface thermosoudable réalisée ainsi, en ayant recours à une encre pour imprimerie contenant de 15 à 30 % en poids de la dispersion de matière synthétique citée. En d'autres termes, on ajoute à l'encre d'imprimerie connue une quanti-20 té de 15 à 30 % en poids de la dispersion de matière synthétique. Dans ces conditions, les emplacements et les surfaces imprimés peuvent également être thermosoudés. L'invention pourra être bien comprise à 1'aide des exemples suivants . 25 EXEMPLE 1.- —————— 2 Un carton à base de bois d'un poids de 400 g/m , dont une des faces a été traitée au moyen d'une solution d'amidon conte- 2 nant des pigments (5 g/m ) a été enduit sur l'autre face d'un produit d'enduction se composant de 60 % en poids de "China 30 Clay" (pigment), 35 5S en poids de liants synthétiques et 5 % en poids de caséine, ces pourcentages étant rapportés à la totalité de la teneur en extraits secs du produit d'enduction, cette dernière teneur étant, de son côté, de 35 % en poids ; la quan-tité appliquée d'enduction est de 18 g/m (produit absolument 35 sec). Le liant synthétique se compose d'un mélange (1:1) d'une part d'une dispersion aqueuse de matière synthétique contenant 35 % en poids d'acétate de vinyle, 35 % en poids d'acrylate de butyle et 30 % en poids de chlorure de vinyle, dont la grosseur des particules est de 0,2 à 3 yu , et, d'autre part, d'une dis-40 persion aqueuse de matière synthétique contenant 49 % en poids 69 23855 * 5 2012895 d'acétate de vinyle, 49 % en poids d'acrylate de butyle et 2 % en poids d'acide acrylique. A cette dispersion de matière synthétique, on a incorporé par émulsion 3 % en poids de résine de coumarone en tant qu'améliorateur d'adhérence, à point de ra-5 mollissement compris entre 20 et 30°C. Les pourcentages cités ici se rapportent à des poids de produits secs. Après enduction du carton on lisse sa surface. Une partie du carton ainsi préparé est découpée et on soude sur elle différentes feuilles pelliculaires ou "blisters" en 10 chlorure de polyvinyle. Le soudage est effectué à l'aide d'une machine automatique de thermosoudage dont l'outil supérieur a été chauffé à une température de 180 - 5°C. Le thermosoudage du blister obtenu par formage sous vide (méthode négative; épaisseur 0,2 mm) est mis en oeuvre à partir de la face constituée 15 par le carton. La surface de soudage est de 20 cm , la pression d'application de 100 kg, la durée de soudage de 3,0 à 3,5 secondes et la température effective à l'emplacement d'assemblage est de 110#C. Dans une autre opération de soudage, un emballage transparent ou blister, obtenu par formage sous vide (méthode 20 positive; épaisseur 0,2 mm) est soudé par haute fréquence (1,5 2 kW). La surface de soudage est cette fois-ci de 9 cm , la pression d'application de 120 kg et la durée de l'opération de soudage de 1,5 seconde. Un autre carton est ensuite imprimé sur toute sa surface à l'aide d'une encre d'imprimerie qui 25 contient 25 % en poids du liant synthétique précité (rapporté à la teneur en extrait sec) et ensuite on soude sur ce carton, par soudage à haute fréquence (2 kW) , un emballage transparent ou blister obtenu par formage sous vide (méthode positive; 0,3 mm) en ayant recours à un moule quadruple. L'électrode su-30 périeure est préchauffée avant le soudage à 80eC. La surface de 2 soudage est de 80 cm , la pression d'application de 150 kg et la durée de l'opération de soudage de 1,8 seconde. Une autre partie du carton, enduite d'un côté, est traitée de la manière suivante. Deux bandes de ce carton sont collées en 35 double épaisseur en les appliquant l'une contre l'autre par leurs surfaces non enduites pour former un carton-duplex sou- 2 dable sur les deux faces, d'un poids de 800 g/m . Le carton est alors découpé et, dans une seule phase opératoire on soude par soudage à haute fréquence , d'un côté une feuille du susdit 40 carton par sa face enduite contre la face enduite du carton 69 23855 6 2012895 duplex et de l'autre côté la face enduite du carton duplex contre un emballage ou blister de chlorure de polyvinyle, opération pour laquelle on préchauffe l'électrode supérieure à 170°C, et on l'applique contre le carton. La pression d'application est 5 de 150 kg, la surface de soudage de 80 cm et la durée de l'opération de soudage de quatre secondes. EXEMPLE II .- La surface d'un carton ne contenant pas de bois, ———■—-— ^ d'un poids de 250 g/m est traitée sur une presse à encoller à l'aide d'une solution d'alginate d'amidon (2 g/m ). Ce carton 10 est ensuite enduit sur l'une de ses faces à l'aide d'un produit d'enduction ayant pour composition 65 % en poids de Ghina Clay (pigment), 30 % en poids de liant synthétique et 5 % en poids d'amidon, pourcentages rapportés à la totalité de la teneur en extraits secs du produit d'enduction, cette teneur étant de 15 son côté de 45 % en poids; la densité superficielle d'enduction 2 ou poids de couche est de 23 g/m . Le liant synthétique se compose d'un mélange (30 : 70 ) d'une dispersion aqueuse de matière synthétique contenant 80 % en poids d'acétate de vinyle, 10 % en poids de chlorure de vinyle et 10 % en poids d'éthylène et 20 d'une dispersion aqueuse de matière synthétique contenant 49 % en poids d'acétate de vinyle, 49 % en poids d'acrylate de butyle et 2 % en poids d'acide acrylique. A cette dispersion de matière synthétique on incorpore 1,3 % en poids d'une résine de colophane (de la marque Cellolyn 21 de la Société Hercules Powder Compa-25 ny) en tant qu'améliorateur d'adhérence. Le carton enduit est alors satiné (lissé superficiellement par calandrage), découpé, et, à l'aide d'encres d'imprimerie,qui contiennent 17 % en poids du liant synthétique précité (rapporté à la teneur en extraits secs), imprimé avec diverses couleurs 30 et avec différentes trames. Sur une partie du carton, on soude des blisters en chlorure de polyvinyle (0,3 mm) au moyen d'une machine automatique de thermosoudage. La surface de soudage est 2 de 20 cm , la pression d'application de 100 kg, la température de l'outil supérieur de 170 - 5°C, la durée de l'opération de 35 soudage de 2,5 à 3 secondes. La température effective à l'emplacement d'assemblage atteint 110*C. Une autre partie du carton est déformée par pliage pour constituer un emballage; le thermosoudage sert alors à relier entre elles les parties superposées, lê pliage étant tel que 40 les surfaces en regard des parties superposées sont constituées 69 23855 7 2012895 par des surfaces enduites. L'échauffement est obtenu à partir de la surface supérieure. La surface de soudagè est de 10 cm , la pression d'application de 50 kg. La température de l'outil supérieur est de 160 i 5°C et la température effective dans 5 la zone de soudage de 100°C. La durée de l'opération de soudage est de 3 secondes. Le soudage carton sur carton peut également être effectué par soudure à haute fréquence (2 kW). Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui 10 de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus spécialement indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 69 23855 8 2012895 REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication de produits fibreux à surface enduite, pouvant être thermosoudée. et imprimée, caractérisé en ce qu'on confectionne la surface thermosoudable et imprima- 5 ble en une seule phase opératoire, en déposant un produit d* enduction qui présente un rapport pigment-liant d'environ 0,8 -à 4,0, de préférence environ 3,4 à 1,8, et dont le liant est constitué par une dispersion aqueuse contenant une matière synthétique thermoplastique présentant une grosseur de particules 10 d'environ 0,2 à 3 yu en proportion supérieure à environ 50 % en poids, de préférence environ 50 à 95 % en poids, proportion rapportée à la totalité du liant sec et, de préférence, supérieure à environ 20 % en poids, rapportée à la masse totale du produit d'enduction sec, la matière synthétique précitée ayant un allon-15 gement de rupture par déchirement d'environ 300 % au moins et une température de thermosoudage d'environ 70 II 160*C. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour l'impression de la surface enduite thermosoudable, on utilise une encre d'imprimerie qui contient, comme liant supplémen- 20 taire, environ 15 à 30 % en poids d'une dispersion d'une matière synthétique thermoplastique, présentant une grosseur de.particules d'environ 0,2 à 3 yu , calculée pour une dispersion de 50%, la matière synthétique thermoplastique présentant une résistance à la rupture par déchirement d'environ 300 % au moins et une 25 température de ramollissement du produit thermosoudé d'environ 70 à 160°C. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on utilise une dispersion aqueuse, qui contient comme matière synthétique thermoplastique un copolymère des monomères 30 du groupe comprenant le chlorure de vinyle, acétate de vinyle, éther de vinyle, un dérivé du type R^ CH » CR£ - C00R3 dans lequel R^ est un atome d'hydrogène ou un radical COOR^, R^ un atome d'hydrogène ou un radical -CH^, et R^ un radical alcoyle. 4. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce 35 qu'on utilise une dispersion aqueuse qui contient comme matière synthétique thermoplastique un terpolymère à base de chlorure de vinyle-ester vinylique-éthylène ou à base de chlorure de vinyle-ester vinylique, un dérivé du type R^ CHs^^-COOR^ . dans lequel R^ est un atome d'hydrogène ou un radical -COOR^, R2 un 40 atome d'hydrogène ou un radical -CH^ et R^ un radical alcoyle. 69 23855 9 2012895 5. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on utilise une dispersion aqueuse qui contient comme matière synthétique thermoplastique un terpolymère à base d'ester d'acide acrylique ou méthacrylique-ester de vinyle-acide acrylique 5 ou méthacrylique. 6. Procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on utilise une dispersion aqueuse qui contient une proportion de 1 à 5 % en poids, rapportée à la matière synthétique thermoplastique, d'un agent d'amélioration de l'adhérence. 10 7. Procédé selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, comme produit fibreux, on utilise du papier ou du carton. 8. Produits fibreux, en particulier papier et carton à surface enduite pouvant être thermosoudée et imprimée, fabriqués selon un procédé conforme à l'une au moins des revendications 15 1 à 7 .