Brevet FR2037022A1 — publié le 19701231

La présente invention concerne un procédé pour la production d'un matériau en feuille, Dans la production du papier, on sait ajouter à la pâte à papier des latex d'élastomères synthétiques en de faibles quantités, habituellement inférieures à 10go, pour produire du papier résistant à l'eau. On sait également enduire ou imprégner du papier en utilisant des solutions ou des émulsions de résines thermoplastiques. On sait en outre qu'il est possible de produire un matériau fibreux en feuilles contenant du polychlorure de vinyle en incorporant des particules.de résine de polychlorure de vinyle dans de la pâte à papier, en déposant les particules sur les fibres par réduction du pH à une valeur inférieure à 6, et en formant une feuille à partir des fibres (voir le brevet britannique NO 896 117). La Demanderesse a trouvé de façon surprenante que l'on peut produire du papier ou un matériau similaire en feuille contenant 30 à 70go en poids de chlorure de polyvinyle en ajoutant un latex de chlorure de polyvinyle à de la pate à papier à un pH acide et sans utiliser de techniques spéciales particulières, par exemple celle du type décrit dans le brevet britannique précité, pour incorporer le chlorure de polyvinyle. Par conséquent, la présente invention fournit un procédé pour la production d'un matériau en feuille, ce procédé comprenant l'addition d'un latex de chlorure de polyvinyle à une suspension de fibres de production de papier à un pH acide, la quantité du latex ajouté étant telle qu'elle fournisse 300 àà 7O en poids de chlorure de polyvinyle dans le matériau final en feuille, et l'égouttage des fibres pour former le matériau en feuille. Lorsque le matériau en feuille une fois égoutté sort de la machine à papier, ce materiau ressemble à du papier absorbant et il sera généralement souhaitable de comprimer à chaud le matériau avant de s'en servir. Si on le désire, on peut appliquer des caractères ou des dessins, etc., sur une surface du matériau par impression, écriture, etc., avant la compression.Après la compression, le matériau est dense et analogue à une matière plastique, et tous les dessins ou caractères antérieurement appliqués sont fixés strement sur ce matériau. Le procédé de l'invention peut servir à produire un matériau en feuille ayant une force ou masse allant jusqu'à 1 000 grammes ou davantage, comprise de préférence entre 50 et 750 grammes, et par exemple comprise entre 50 et 200 grammes au mètre carré. Dans le procédé de l'invention, on produit la suspension de fibres génératrices du papier de la façon et par les techniques bien connues dans la pratique de la fabrication du papier, et l'on ajoute le latex de chlorure de polyvinyle après que la solution ait été portée à un pH acide, habituellement de 4 à 5, par l'addition d'un agent d'acidification tel que l'alun de papeterie ( sulfate d'aluminium). On ajoute lentement le latex, qui, si nécessaire, est dilué à l'eau et stabilisé à chaud, pour assurer un bon mélange, et l'on peut continuer éventuellement le malaxage après l'achèvement de cette addition. lies propriétés du matériau en-feuille vont être déterminées par les fibres utilisées, les ingrédients facultatifs incorporés dans la suspension, et la quantité de chlorure de polyvinyle présente dans le matériau en feuille. Par exemple, l'opacité peut être accrue par l'inclusion dans la suspension d'une faible proportion, par exemple d'environ 2% en poids, d'un pigment comme par exemple le bioxyde de titane, et de faibles proportions d'autres matériaux synthétiques peuvent être incluses pour augmenter d'autres propriétés, par exemple la résistance au déchirement ou aux égratignures. Par exemple, on peut augmenter la résistance aux égratignures et éviter le froissement en incorporant 5 à 10 d'un latex d'acryloni trille En outre, on peut conférer un caractère ignifuge en ajoutant du trioxyde d'antimoine ou en utilisant des fibres d'amiante. En outre, on peut incorporer dans la suspension des dispositifs de sécurité ou de décoration comme des fils -ou des fibres de soie colorée. A mesure qu'augmente la proportion de chlorure de polyvinyle, la transparence du matériau en feuille-comprimée augmente. Mais il y a également une augmentation du prix de revient. De préférence, la proportion de chlorure de polyvinyle est comprise entre 35 et 65% en poids, par exemple.elle est d'environ 40% en poids pour un maté- riau en feuille relativement opaque,- et d'environ 60 en poids pour un matériau en feuille relativement transparent. La suspension comportant le latex ajouté est égouttée pour former du papier de façon connue, et l'on peut légèrement calandrer le matériau en feuille résultant. A ce stade, on peut appliquer n'importe quels dessins ou caractères nécessaires pour décorer ou distinguer le produit final, par lithographie, impression typographique, par plaque ou par un autre procédé d'impression, ou à la main, par exemple à laide d'une plume ou d'un pinceau. lie matériau en feuille peut ensuite être transformé par compression à chaud à une température de 1400C à 1800C, La compression peut s'effectuer à plat, au moyen de rouleaux chauffés, ou en utilisant une matrice pour conformer le matériau en lui donnant des formes simples.Si l'on opère à plat, il faut habituellement une pression d'au moins 46 bars, et avec des rouleaux une pression linéaire de 54 kg à 108 kg par cm linéaire convient bien. Avant son envoi vers les rouleaux, le matériau en feuille peut être préchauffé au moyen de dispositifs de chauffage à infrarouge ou analogues. On peut réaliser divers effets décoratifs en comprimant à chaud seulement une partie de la surface du matériau en feuille, par exemple en utilisant un ou des rouleaux gaufrés. lie matériau résultant est décoratif tant pour la lumière transmise que pour la lumière réfléchie. En outre, on peut former des stratifiés en comprimant à chaud deux ou plusieurs feuilles ensemble, l'une au moins des feuilles étant produites par le procédé de la-présente invention, et l'on peut incorporer des feuilles d'insertion comme des photographies dans-les- stratifiés, en incorporant les feuilles insérées entre les feuilles du stratifié avant compression. Par exemple, on peut produire une carte d'identité en formant un stratifié à l'aide d'un matériau en feuille contenant 30% à 50 en poids de chlorure de polyvinyle pour obtenir une base relativement opaque,- et d'un matériau en feuille contenant 60% en poids de chlorure de polyvinyle comme couche supérieure transparente. Avant la compression, l'infor- mation appropriée peut être imprimée sur la base, et une photographie peut être disposée entre ces deux couches. Ainsi, l'invention comprend un stratifié comprenant un matériau en feuille produit par le procédé de l'invention, et une carte d'identité comprenant un matériau en feuille produit par le procédé de la présente invention fixé à une photographie. Dans ce qui suit, on trouvera une description donnée à titre d'exemple de la production du matériau en feuille par le procédé de l'invention, et de l'utilisation de ce matériau. EXEMPLE 1 Voici la composition de fabrication pour une pile raffineuse de 272 kg 136 kg Påte de bois blanchie au sulfate. 2,7 kg Borax 1 ,3 kg "Lufax 295" (polyélectrolyte cationique à poids molé culaire élevé, produit par Rohm & Haas, Philadelphie, Etats-Unis d'Amérique) 3,15 kg Sulfate d'aluminium 272 kg (solides) "brion 151-" (une émulsion de polychlorure de vinyle produite par B.P.Chemicals Limited) 6,75 litres du stabilisant suivant 28,6 parties "Mellite 39" (mouillé ; un di-lauryl mercaptide de di-butyl-étain produit par Albright et Wilson) 71,6 parties "Lankroflex ED3" (un époxy stéarate d'octyle produit par Lankro Chemicals) 0,75 partie "Tween 20" (un monolaurate de polyoxyéthylène sorbitanne produit par Atlas Chemicals) 4,25 parties "Span 20" (un monolaurate de sorbitanne produit par Atlas Chemicals) 95,00 parties Eaii. On prépare le papier à partir de la composition de fabrication ci-dessus en opérant comme suit On envoie la pâte de bois dans une pile raffineuse et l'on bat jusqu'à ce qu'une feuille faite à la main, et de 80 g au mètre carré s'égoutte en 40-secondes sur un appareil d'évaluation de pâte selon les normes britanniques. Lorsque le poids atteint ce point, on enlève le rouleau et l'on utilise -la pile raffineuse comme malaxeuse. On ajoute le borax et l'on mélange durant 15 minutes, ce qui donne un pH de 8,6. On verse le "Bufax 295", qui a été au préalable dissous dans 27,2 litres d'eau chaude, etl'on délaie durant 35 minutes, après quoi l'on ajoute l'alun de papeterie (sulfate d'aluminium), ce qui donne un pH de 4,5. Au bout de 20 minutes de malaxage, on ajoute lentement l'émulsion de polychlorure de vinyle, dans laquelle a été ajouté un stabilisant, et qui-a été diluée jusqu'à 30 o environ, pour assurer un bon mélange. On continue à malaxer pendant 30 minutes supplémentaires. On fait ensuite tomber le lange de chlorure de polyvinyle et de fibres dans la caisse de la machine à papier, et l'on produit le papier de la façon normale. On trouve que le mélange de chlorure de polyvinyle et de fibres se comporte comme une fibre normale de fabrication de papier sur la machine. lie papier résultant est légèrement calandré et l'on trouve qu'il a une bonne surface pour l'impression. On imprime le matériau en feuille à l'aide d'un dessin distinctif et on le transforme par compression à chaud et à plat à une pression d'environ 70 bars, et à une température de 1600C. EXEMPLE 2 Voici la composition de fabrication pour une pile raffineuse 56,5 kg de blanc extra "Husum" (une pâte au sulfate riche en alpha cellulose) 56,5 kg de 1,Norrland 4 Star" (une pâte au sulfate riche en alpha cellulose) 1,6 kg de "Tufax 295" 2,7 kg de Borax 5 kg de sulfate d'aluminium 20,4 kg de bioxyde de titane (cela donne 2,5 ffi en poids de TiQ2 dans le produit final par suite de pertes au cours de l'égouttage) 1,5 kg dlagent optique de blanchiment ("lieucophor C" fourni par Sandoz Chemicals) lie latex de chlorure de polyvinyle comportant un stabilisant est un mélange de 305 litres de " Bréon 151" (163 kg d'extrait sec), 185 litres de fréon 1562" - latex d'acrylonitrile produit par B.P. Chemicals Limited ( 6,8 kg d'extrait sec), et 9,5 litres du stabilisant de l'exemple 1, le tout étant dilué à 30% d'extrait sec ou de solides avec de l'eau. On prépare un papier de t50 g au m à partir de la composition de fabrication en opérant de la manière décrite à exemple 1, l'agent de blanchiment et le bioxyde de titane étant incorporés après le latex de polychlorure de vinyle. EXEMPLE 3 Voici la composition de fabrication pour une pile raffineuse 67,5 kg de blanc extra "Husum" 67,5 kg de "Norrland 4 star" 2,7 kg de Borax 1 kg de 'tSufax 295" 5 kg de sulfate d'aluminium L'émulsion de chlorure de polyvinyle comportant le stabilisant est un mélange de 204 litres de "Bréon 151" (103 kg d'extrait sec), 12,2 litres de "Bréon 1562" (5,2 kg d'extrait sec), et 7,25 litres du stabilisant de exemple 1, le tout étant dilué à 30 d'extrait sec à l'aide d'eau. 2 On produit un papier de 800 g au m à partir de la composi- tion de fabrication en opérant de la façon décrite à l'exemple 1, sauf que l'on bat la pâte de bois jusqu'à ce que son indice d'égouttage soit de 20 à 30a Schopper Reigler. EXEMPLE 4 On répète l'exemple 2 sauf que l'on double la proportion de "Bréon 1562" et l'on n'incorpore pas de bioxyde de titane. On produit à partir de la composition de la fabrication un papier de 2 50 g au m EXEMPLE 5 On répète l'exemple 2 sauf que-l'on double la proportion de "Eréon 1562" et lton produit à partir de la composition de la 2 fabrication un papier de 50 g au m EXEMPLE 6 On répète l'exemple 2 sauf que l'on produit à partir de la 2 composition de fabrication un papier de 200 g au m EXEMPLE 7 A. On produit un carton stratifie' à partir de trois couches, les couches extérieures étant produites comme décrit dans l'exemple 2, et la couche centrale comme décrit à l'exemple 3. On assemble les couches à la main et on les comprime à 70 bars durant 1 minute à 140oC. Afin de faciliter l'enlèvement, on insère en dessus et en dessous du carton durant la compression une étoffe de verre tissé revêtue de polytétrafluoroéthylène (marque commerciale "Tygadure", produit par Tygadure Limitez, Swnmit, Littleborough, Lancs, Grande-Bretagne) et î'bn enlève 'ensuite cette étoffe. lie carton terminé peut recevoir une écriture au stylo à bille, et il est dur et rigide. B. On produit un carton stratifié, comme dans la partie A, mais l'on utilise d'un coté, au lieu du "Tygadure", une feuille de pellicule de polyester comportant une surface mate. Cette face du carton peut recevoir une écriture au stylo à bille ou au stylo à encre. C. On produit un carton stratifié comme dans la partie A sauf que la couche centrale est un papier de 800 g au m2 contenant 30% d'un latex de styrène-butadiène carboxylé à teneur élevée en styrène. On prépare ce papier en saturant la nappe dans du latex ayant une teneur d'environ 50 en poids d'extrait sec, en faisant passer à travers des rouleaux d'expression pour enlever l'excès, et en séchant. D. On produit un carton stratifié comme dans la partie A sauf qutil existe une couche externe supplémentaire produite comme dé 2 crit dans l'exemple 4, et que les deux couches de 150 g au m com- portent un dessin imprimé. te carton achevé a une surface supérieure brillante qui enferme l'impression, de telle façon qu'elle ne peut être altérée, et qu'elle reproduit scrupuleusement e fini tissé du "Tygadure" servant de matière facilitant l'enlèvement ou le décollage. La surface supérieure n'est pas brillante et peut recevoir une écriture. E. On répète la partie D, sauf que l'on remplace la couche de 2 50 g au m par un morceau de 0,1 mm d'épaisseur de pellicule de chlorure de polyvinyle flexible et plastifié. L'aspect du produit est similaire à celui de la partie D. On note que, dans certains cas où le carton fini est soumis à des températures et à des humidités élevées, un carton produit comme dans la partie D devient laiteux-alors qu'un carton produit comme dans la partie E ne présente pas ce phénomène. F. On répète la partie D sauf que l'on stratifie les trois couches de la partie A par des procédés classiques en utilisant un adhésif à l'acétate de polyvinyle avant l'impression. On écrit des détails personnels à l'encre ou au stylo- à bille, ou bien on les tape à la machine et l'on y attache une photographie de la personne devant détenir ce carton. On transforme ensuite le carton ou la carte comme dans la partie D. On trouve que les détails ne -peuvent être altérés et que la photographie ne peut être extraite sans destruction de l'ensemble. On produit un carton similaire lorsqu'on utilise une feuille de polychlorure de vinyle plastifié comme quatrième couche. G. On répète la partie F sauf que l'on utilise une couche de revêtement qui comporte un enduit supplémentaire d'un copolymère d'acétate de polyvinyle et de composé acrylique (type V762/601 B.P. Chemicals). lie carton résultant est similaire à celui produit dans la partie F sauf que la photographie est fixée de façon encore plus sùre à la couche supérieure de revêtement. H. On imprime une couche produite comme dans l'exemple 5 et on la stratifie entre-deux pellicules de 0,25 mm de polychlorure de vinyle plastifié à 1200C et 70 bars durant 5 minutes. lie carton résultant résiste très fortement à la déstratification, contrairement à des cartes ou cartons similaires communément produits en utilisant du papier comme couche centrale. I. On fait passer une couche produite comme dans l'exemple 6 à travers deux rouleaux épais comportant en gravure un motif de toile métallique. On chauffe les rouleaux à 1600C et l'on applique une pression linéaire de 54 kg par cm linéaire. le papier résultant présente un dessin décoratif translucide et convient pour produire les abat-jour et les plafonds illuminés. J. On comprime une couche produite comme dans ltexemple 6 entre un plateau chauffé à 16O0C et une feuille de caoutchouc synthétique et comportant en gravure un dessin à lignes sinueuses. On utilise une feuille de papier de décollage aux silicones comme matériau de décollage. On applique la pression durant 10 secondes. lie matériau résultant est décoratif et translucide dans les zones où a été appli quée une pression maximale, ctest-à-dire dans les zones correspondant aux points élevés du plateau. K. On produit une couche comme dans l'exemple 4 ainsi qu'une couche colorée produite comme dans l'exemple 6 (jouant le rôle de couche inférieure) et l'on comprime le tout comme dans la partie J sauf que le plateau gravé comporte comme gravure un portrait. lie matériau résultant montre un portrait en relief où, sur les points hauts, le composite blanc a été rendu transparent de sorte que la couleur passe à travers. L. On imprime un dessin sur une couche supérieure produite comme dans lrexempîe 2, et lton assemble cette couche avec une couche inférieure produite comme dans exemple 3. On chauffe ltassemblage et on le comprime à 1750C et 70 bars durant 1 minute. lie produit résultant est décoratif et convient pour des surfaces verticales dans les cuisines. Dans les exemples ci-dessus, la chaleur a été apportée par conduction dans le procédé de transformation. On comprendra que la chaleur peut aussi bien être fournie, par exemple, par un chauffage par ultrasons ou par haute fréquence qui peut être avantageux dans les applications particulières. REV:NnI CATI ONS 1. Procédé de production d'un matériau en feuille, caractérisé par le fait que ce procédé consiste à ajouter un latex de chlorure de polyvinyle à une suspension de fibres de fabrication de papier à un pH acide, la quantité de latex ajoutée étant telle qu'elle fournisse 30g0 à 70% en poids de chlorure de polyvinyle dans le matériau final en feuille , et lton fait égoutter les fibres pour former le matériau en feuille. 2. Procédé selon la revendication. 1, caractérisé par le fait que le matériau en feuille est ensuite comprimé à chaud à-une température de 1400 à 1800C-. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la compression est effectuée à plat. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la compression est effectuée dans une matrice. 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le matériau est gaufré ou gravé lors de la compression. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que lton applique des caractères ou dessins sur une face du matériau avant la compression. 7. Procédé selon Itune quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le matériau est légèrement calandré après égouttage et avant tout autre traitement. 8. Procédé selon ltune quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le matériau en feuille a une 2 force de 50 à 750 grammes par m 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'un pigment est inclus dans la suspension. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le pigment est le bioxyde de titane. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on inclut dans la suspension 5 à 10% en poids d'un latex d'acrylonitrile. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la proportion de chlorure de polyvinyle dans le matériau final en feuille est de 35% à 65% en poids. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé par le fait que la proportion de chlorure de polyvinyle dans le matériau final en feuille est d'environ 40 en poids. 14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé par le fait que la proportion de chlorure de polyvinyle dans le matériau final en feuille est d'environ 60 en poids. 15. Un matériau en feuille obtenu par un procédé tel que décrit dans l'une quelconque des revendications précédentes. 16. Un stratifié caractérisé par le fait qutil comporte un matériau en feuille(s)tel que défini dans la revendication 15. 17. Une carte d'identité, caractérisée par le fait qutelle comporte un matériau en feuille(s)tel que décrit à la revendication 15, et auquel est fixée une photographie.