Brevet FR2081899A1 — publié le 19711210

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de compositions de moulage en feuilles contenant une résine thermoplastique et des matières fibreuses sur une machine classique de fabrication de papier, telle qu'une machine Fourdrinier, et aux compositions de moulage en feuilles produites par ce procédé. Avant la présente invention, on a proposé un grand nom- bre de procédés pour la préparation de produits en feuilles sur un équipement classique de fabrication de papier. Nombreux parmi ces procédés antérieurs tenaient compte de la charge électrique des composants individuels utilisés pour préparer les matières en feuilles, ainsi que des types de composants pour provoquer une distribution et une formation convenables de la feuille. Les procédés considéraient également la quantité totale des matières caoutchouteuses et résineuses qui seraient compatibles les unes avec les autres et qui pourraient être en suspension dans un milieu aqueux. Bien qu'il soit possible de déposer des matières caoutchouteuses et résineuses sur des fibres à partir d'une boue aqueuse, avant la présente invention, il y avait de nombreux problèmes lors de la fabrication de compositions fibreuses thermoplastiques à partir de la boue aqueuse. Un des problèmes principaux était la tendance inhérente du nilieu aqueux à retirer par lavage ou à mettre en suspension les particules caoutchouteuses et résineuses et à emporter les particules quand le procédé atteignait le stade de drainage sur la machine de fabrication de papier. Un exemple d'un des procédés de la technique antérieure pour déposer des matières caoutchouteuses sur des fibres est présenté dans le brevet américain nO 2.375.245. Des variations de ce procédé sont présentées dans les brevets américains nO 2.868.641 et nb 2.786.759. Un autre procédé de la technique antérieure consiste à ajouter un latex formant des films à une boue de fibre-résine en poudre pour former une feuille. Dans ce procédé, un latex formant des films était nécessaire pour obtenir un bon taux de drainage et une rétention élevée de la résine en poudre. Les problèmes inhérents à l'obtention d'une distribution convenable de concentrations élevées (par exemple plus de 20 %) de matières caoutchouteuses et résineuses ainsi qu'à un dépit uniforme de ces matières sur une fibre exigeaient nécessairement de nom- breuses innovations à apporter au procédé normal de fabrication des produits sous forme de panneau sur une machine de fabrication de papier. Les procédés antérieurs en grande partie, étaient égale ment limités par les aspects économiques du procédé impliqué et, si trop de matières résineuses ou caoutchouteuses étaient perdues dans le procédé, le procédé devenait automatiquement peu économique et industriellement peu pratique. La présente invention s'applique à un procédé extrOme- ment efficace de fabrication de compositions de moulage en feuilles, par le dépit de quantités substantielles de latex résineux provenant de boues aqueuses sur des fibres, sur une machine de fabrication de papier. Avec des variations peu importantes du procédé, de grandes quantités de composants thermoplastiques peuvent être ajoutées à des boues de fibres aqueuses pour la préparation de panneaux de fibres et de compositions de feuilles pouvant etre moulées. Les feuilles pouvant être formées, renforcées par des fibres, ont des caractéristiques qui rendent possible pour ces feuilles leur moulage en parties conformées, complexes, à contour, entre des moules métalliques associés. Les fibres normalement utilisées sont des fibres à charge positive, telles que de l'amiante dite chrysotile, une variété de fibres de verre et de fibres de cuir. Jusqu'à 50 % du composant fibreux peuvent etre chargés ndga- tivement (par exemple de la cellulose) ou ne pas.avoir de charge, tant qu'il y en a 50 % ou davantage à charge positive. Le procédé de la présente invention est tel que le taux de drainage sur la boue aqueuse de latex-fibre est extrêmement élevé et représente une amélioration prononcée par rapport aux procédés connus de dépôt de matières thermoplastiques sur une matière fibreuse à partir d'une boue aqueuse. Par suite de ce procédé, la rétention de résine sur la fibre peut s'élever à une valeur aussi grande que 98 %. Dans la présente invention, la gamme de composants est de préférence de 20 à 70 % en poids de matière résineuse , le poids de fibres étant, de manière correspondante, de 80 % à 30 % en poids par rapport à la composition totale. Ainsi, la feuille peut entre formée d'une quantité s'élevant à 70 % en poids de matière thermoplastique, les 30 % restants étant composés de fibres. Les procédés antérieurs pour fabriquer des produitsfi- breux ont utilisé de l'alun ou d'autres additifs pour obtenir la coagulation du latex. Dans la présente invention, on peut déposer une quantité aussi élevée que 70 % de produit solide à partir d'un latex résineux ne formant pas de film sans utiliser d'alun ou d'au tres produits de coagulation. Le présent procédé utilise deux stades ou deux étapes pour fabriquer une feuille pouvant Etre formée ou un panneau ayant cette composition. Dans la première étape, on prépare une boue de fibres pour qu'elle contienne une teneur relativement élevée en solide, c'est-à-dire de tordre de 20 % ou plus, selon les types de matières utilisées. Après que la concentration élevée de ce so- lide fibreux ait été mélangée dans la solution aqueuse pendant une courte période de temps, par exemple jusqu'à environ 3 minutes, pour humidifier la fibre, le latex résineux est ajouté à la boue de fibres et mélangé pendant 2 à 10 minutes. La boue de latexfibre a une teneur en solide d'environ 10 ffi à environ 40 % par rapport à la composition totale.Ensuite, la boue est diluée jus qu'à environ 1/2 - 2 % de solides. Le panneau de fibres ou le composé de moulage de feuilles est préparé à partir de la boue diluée sur une machine classique de fabrication de papier, telle qu'une machine Fourdrinier ou une machine à cylindres. La présente invention permet d'éliminer l'utilisation de latex formant des films pour obtenir un bon taux de drainage. Ainsi, on peut utiliser un latex rigide pour obtenir un taux de drainage élevé et une bonne rétention. Ceci ne peut pas Entre réalisé avec une résine en poudre et doit être fait avec un latex. Le latex a également l'avantage d'avoir des dimensions de particules très faibles (environ 3.000 A), ce qui donne une excellente dispersion de la résine. En outre, il y a un avantage économique dis -tinct du fait que ltétape de séchage nécessaire pour préparer une résine en poudre n' est pas exigée. Les matières thermoplastiques qui peuvent tre utilisées dans le procédé de la présente invention comprennent, sans aucune limitation, les compositions suivantes : des polymères greffés d' ABS, des polymères d'esters formés d'acrylates, des polymères d'esters formés de méthacrylates, des copolymères styrène-acrylonitrile, le polyacrylonitrile, les polymères de chlorure de vinyle (polychlorure de vinyle), le polystyrène, le polystyrène modifié par le caoutchouc, et d'autres polymères thermoplastiques préparés -par une technique en émulsion. Un polymère greffé d(ABS est un polymère préparé par la polymérisation dVau moins un monomère, tel qu un monomère hydrocarboné aromatique monovinylque, en présence d'une composition de squelette ou de charpente polymère, telle que du polybutadiène ou un copolymère butadiène-styrène. Les polymères greffés d'ABS qui sont peut-être les plus connus sont préparés en polymérisant un hydrocarbure aromatique monovinylique, tel que le styrène, et un nitrile monomère, tel que l'acrylonitrile, l'acrylonitrile substitué, ou un ester acrylique ou un ester méthacrylique, en présence d'une composition de squelette ou de charpente caoutchouteuse polymère qui est un homopolymère ou un copolymère de butadiène. Les fibres utilisées dans le procédé de la présente invention sont normalement chargées positivement telle que l'amiante dite chrysotile ; cependant, comme on l'a mentionné, d'autres fibres chargées positivement fonctionnent également bien. La charge positive sur la fibre amorce la coagulation et le dépôt du latex autour de la fibre en soi. La manière selon laquelle le latex se coagule fournit une rétention élevée de résine, et un excellent drainage de la composition de fibres-latex. Le taux de drainage est mesuré par le test du Degré de Liberté Canadien.Un exemple typique des valeurs de Degré de Liberté Canadien en comparant le présent procédé avec celui des procédés existant auparavant est le suivant Composé Degré de Liberté Canadien (ml) ,{ Fibre 150-400 Fibre + latex résineux (procédés antérieurs 60-200 Fibre + latex résineux (procédé de la présente invention) 500-700 { Le Degré de Liberté Canadien est mesuré par le procédé expëri- mental TAPPI, désigné par T-227-M-58. La préparation d'une matière sous forme de panneau à partir du procédé de la présente invention fournit une épaisseur de 0,254 mm à environ 25,4 mm selon les conditions de formage.L'épaisseur typique pour la préparation d'une partie moulée entre des moules métalliques associés est environ 3,17 mm après le moulage. Le panneau ou la feuille stratifiée est chauffé jusqu'à 177-2600C et est moulé entre des moules métalliques associés qui ont dté préchauffés Jusqu'à 38 - 149"C. Durant le moulage, la partie est soumise à une pression d'environ 70 kg/cm2 pendant 10-20 secondes avant que la partie ne soit libérée. Des temps totaux de cycle de 20 - 30 secondes sont en conséquence possibles. On présente ci-dessous les exemples 1 à 11 de feuilles de fibres-résines, préparées à partir de diverses résines rigides et de deux fibres d'amiante différentes dites chrysotile, disponibles dans le commerce. La préparation de la feuille a été réalisée comme on l'a présenté ci-dessus et les propriétés physiques de la feuille moulée sont telles qu'indiquées. Les compositions sont pré- sentées en fonction du poids sec. TABLEAU Feuilles renforcées pouvant être formées EXEMPLE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 COMPOSANTS EN PARTIES EN POIDS Amiante n 1 40 50 60 40 50 60 Amiante n 2 60 50 60 50 60 Poly (styurène-anry lonitrile) 70/30 60 60 40 Copolymère grsffé ABS 20 % en poids de polybutadiène environ 30 % en 60 50 40 poids d'acrylonitrile environ 50 % en poids de styrène Poly (chlorure de vinyle) 40 Polystyrène 40 50 Polystyrène de méthyle) 40 50 Résistance à la traction, kg/cm 1078 1113 1379 952 1102,5 1176 483 399 763 791 455 Résistance à la flexion, kg/cm 1561 1624 1932 1533 819 714 1120 1085 938 TABLEAU (suite) Module da flexion, kg/cm x 10-5 1,064 1,253 1,484 1,281 1,022 0,755 1,092 0,931 0,945 Résistanne aux chocs Izod, kgm/cm (avec 0,113 0,135 0,162 0,097 0,124 0,156 0,076 0,054 0,0545 0,0486 0,086 entaille) Densité 1,38 1,50 1,62 1,38 1,50 1,62 1,50 1,62 1,70 Température de distorsion thermique sous 107 79 18,48 kg/cm, C Les exemples indiqués ci-dessus sont une illustration du procédé de la présente invention ; cependant, tel qu'indiqué, la présente invention est plus étendue que toute résine ou toute fibre spécifiquement indiquée. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaetront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Procédé de préparation d'une composition de moulage en feuilles, qui peut Entre moulée entre des moules métalliques associés pour former des parties complexes, conformées, à contour, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter de l'eau à une fibre à charges positives pour fournir une boue aqueuse, à mélanger cette boue aqueuse pendans un temps allant Jusqu'à 3 minutes pour mouiller les fibres dans la boue, à ajouter un latex d'une composi- tion résineuse thermoplastique à cette boue de fibres aqueuses pour fournir une boue de latex et de fibres ayant une teneur en solide d'environ 10 - 40 % en poids, et à mélanger cette boue de résine-fibres jusqu'à ce que le latex soit coagulé, à diluer la concentration de solides dans la boue à une valeur de 1 - 2 % en y ajoutant de l'eau et à préparer une composition pour panneau de fibres à partir de cette boue. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière résineuse est choisie dans le groupe comprenant des polymères greffés acrylonitrile-butadiènc-styrène, des polymères d'esters acryliques, des polymères d'esters méthacryliques, des copolymères styrène-acrylonitrile, des polymères de chlorure de vinyle, du polystyrène et du polystyrène modifié par du caoutchouc. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fibre est choisie dans le groupe se composant d'amiante dite chrysotile, de fibres de cuir et de fibres de verre. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boue de latex de rdsine/fibres est mélangée pendant 2 å 10 minutes pour provoquer la coagulation du latex. 5 - Procédé selon-la revendication 1, caractérisé en ce que la composition de panneau de fibres est préparée sur une machine classique de fabrication de papier. 6 - A titre de produits industriels nouveaux, compositions de moulage de feuilles formées de résines thermoplastiques et de matières fibreuses.