Brevet FR2250853A1 — publié le 19750606

La présente invention concerne un procédé pour augmenter les caractéristiques mécaniques des papiers - en particulier des papiers à faible grammage ,en des papiers dont l'utilisation est telle qu'on cherche à les obtenir à moindre prix pour une qualité correspondante - ainsi que, à titre de nouveaux produits industriels , les papiers traités par le procédé de l'invention. Les papiers possèdent des caractéristiques mécaniques qui sont notamment fonction des matières premières utilisées dans la pâte , et également de l'épaisseur de la feuille , donnée par le poids ( grammage ) au mètre carré Un papier fabriqué selon les techniques classiques présente des caractéristiques mécaniques ( force de rupture et allongement à la rupture ) qui sont très différentes selon le sens dans lequel est faite la mesure : ces caractéristiques sont toujours meilleures dans le sens " machine " que dans le sene " travers ". Le procédé faisant l'obået de la présente invention permet d'améliorer les caractéristiques mécaniques des papiers , et notamment la résistance à l'état sec, la résistance à l'état humide , et l'élasticité , permettant ainsi d'utiliser, pour un m8me usage , des papiers de grammage moindre ou de qualité inférieure Le procédé suivant l'invention consiste essentiellement à former , au coeur de la feuille de papier , une armature constituée par un réseau régulier de lignes minces continues d'un liant quelconque convenable , de préférence choisi parmi les liants utilisés couramment en technique papetière . La formation , au coeur de la feuille de papier de l'armature suivant l'invention , peut avantageusement être réalisée par l'impression , en faisant appel à n'importe quel procédé classique d'impression , notamment le procédé hélio et le procédé à l'écran de soie L'armature est constituée par une ou plusieurs séries formant un réseau , de lignes continues , relativement espacées ( par exemple de 3 à 10 mm ) cet espacement pouvant varier en fonction du résultat à atteindre .Les lignes de l'armature doivent autre minces ( de préférence de 0,5 à 2 mm) l'épaisseur des lignes et leur espacement étant tels que la surface de l'ar- mature soit toujours une fraction très faible de la surface totale de la feuille La forme du réseau de lignes minces continues constituant 11 armature peut être quelconque et prévue en onction de la caractéristique mécanique que l'on veut améliorer Par exemple , une armature constituée par un réseau formé de lignes formant des sinusoldes d'amplitude variable coupant des droites parallèles équidistantes donne une augmentation d'élasticité dans le sens amplitude " des sinu soudes Egalement par exemple , un réseau constitué par des carrés ou des losanges augmente la résistance à la traction et la force de rupture L'armature est imprimée soit sur une seule face , soit sur les deux faces de la feuille , selon la nature et l'épaisseur de cette dernière , et selon les cesactéristiques du liant utilisé pour l'impression . Be Le but à obtenir est que le liant pénètre à coeur dans la feuille ; si la feuille est mince , il suffit d'imprimer d'un seul côté .Par contre , l'em- ploi d'une feuille épaisse ou d'un liant peu pénétrant nécessite d'imprimer sur les deux faces Les lignes minces continues disposées suivant toute configuration voulue pour former le réseau constituant l'armature sont faites d'un liant classique, par exemple une solution hydrique d'alcool polyvinylique , un caoutchouc , naturel ou synthétique .. Ces liants sont couramment utilisés dans l'industrie papetière et leur mise en oeuvre fait partie du domaine courant du technicien Le liant doit être choisi selon le résultat à obtenir . Par exemple , l'emploi d'une solution hydrique saturée d'alcool polyvinylique permet de donner à la feuille une résistance mécanique suffisante pour permettre un traitement dans des bains contenant des solvants chlorés , tels que trichloréthylène . D'une manière analogue, l'emploi d'un caoutchouc naturel ou synthétique permet une augmentation importante de la résistance , aussi bien à l'état sec qu'à l'état humide Il y a d'ailleurs lieu de remarquer que la plupart des liants permettent de réaliser une armature qui est, au choix , soit incolore , soit colorée . Ceci permet de faire apparattre , si on le désire , le dessin de l'armature , ou tout autre dessin ou marque incorporé dans tout autre dessin ou marque incorporé dans l'armature I1 armature L'opération dtimpression proprement dite est suivie , s 'il y a lieu , d'un sèchage destiné à évaporer le solvant inclus dans le liant .La feuille est ensuite rebobinée et transformée selon les besoins Le procédé suivant l'invention permet de réaliser une augmentation considérable de la solidité de la feuille de papier, sans avoir à recourir aux opérations cot- teuses de contre- collage que nécessite l'emploi d'une armature classique en fils textiles déposée entre deux feuilles du produit à renforcer .De plus , le procédé est applicable aux supports minces ou très minces , qui perdraient toute souplesse s'ils étaient contre-collés En effet , l'emploi de lignes continues donne à la feuille une solidité qui est fonction de la nature du produit utilisé pour créer l'armature . En outre , l'emploi de lignes minces permet de ne pas modifier notablement les autres caractéristiques physiques du papier , notamment sa possibilité d'absorber d'autres produits , et donc de subir des traitements ultérieurs , la surface couverte par l'arma ture/r8présentant qu'une faible fraction de la surface totale de la feuille Exemple L'exemple ci-après permettra de mieux comprendre les résultats que peut apporter le procédé suivant l'invention Il s'agit d'augmenter la résistance à la rupture d'une ouate de cellulose ne pesant que 18 grammes au mètre carré , et légèrement gaufrée .L'armature est constituée par un réseau de lignes formant 1mpsinusolde coupant des droites parallèles équidistantes . Les tableaux suivants permettent de comparer les forces de rupture , les allongements à la rupture , et les résistances relatives des supports dans le sens n machine " et dans le sens " travers-" , avant et après traitement TABLEAU I ESSAI DYNAMOMETRIQUE - Mesures faites au dynamomètre électrique Lhomargy Eprouvettes de 50 x 180 mm - 3 mesures produit de référence :Non tissé 16 g/m2 SENS MACHINE SENS TRAVERS Force rupture Allongement rupture Force rupture Allongement rupture DaN mm DaN mm NON TISSE 1 1,200 4 0,880 5 2 1,060 4 0,870 5 3 1,120 4 0,890 6 Moyenne 1,127 4mm (2,2%) 0,880 5,3mm (2,9%) Moyenne OUATE 1 0,630 29 0,310 7,5 CELLULOSE 2 0,700 29 0,265 12 NON 3 0,610 27 0,285 11 TRAITE Moyenne 0,647 28,3mm (15,7%) 0,287 10,2mm (5,7%) Moyenne OUATE 1 0,870 36 0,395 6,5 TRAITEE 2 0,750 33 0,360 6,5 3 0,830 36 0,360 7,5 Moyenne 0,817 35mm (19,4%) 0,372 6,9mm (3,8%) Moyenne TABLEAU II Produit de référence : non tissé 16 g/m2 Produit essayé : ouate de cellulose 18 gzm2 PRODUIT SENS MACHINE SENS TRAVERS NON TISSE 100 % 100 % OUATE NON TRAITEE 57,46 32,50 OUATE TRAITEE 72,56 42,27 Augmentation de résistance obtenue par le procédé ( par comparaison avec le produit non traité ) - sens machine + 26,28 % - sens travers + 30,07 % Le procédé suivant l'invention est simple à mettre en oeuvre ; il peut être incorporé à une opération nécessitant un rebobinage Il présente , en résumé , notamment les avantages suivants : - il est économique ; la mise en oeuvre nécessite seulement une tête hélio simple ou double face , et éventuellement un sèchage, si le solvant utilisé est peu volatil . C'est le cas, par exem ple , de la solution hydrique d'alcool polyvinylique - il laisse au papier toute sa souplesse , ce qui n'est pas le cas pour 1' armature en fils textiles - il laisse au papier ses qualités d'absorption , contrairement à ce qui se produit dans le cas des enductions - il permet d'effectuer ensuite d'autres opérations de transfor mation , par exemple enduction - il permet de remplacer une matière première chère ( par exemple, du non tissé ) par une matière bon marché ( par exemple la ouate de cellulose) ; il permet également de remplacer un papier par un autre de moindre grammage ou de moins bonne qualité REVE2DICATIOI-S 1 . Procédé pour augmenter les caractéristiques mécaniques des papiers , qui consiste essentietlement à former , dans le papier sous forme de feuille , une armature constituée par un réseau régulier de lignes minces continues d'un liant quelconque convenable , de préférence choisi parmi les liants utilisés couramment en technique papetière 2 . Procédé suivant 7) caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre avantageusement au moyen de toute méthode d'impression , telle que par exemple procédé hélio ou procédé à l'écran de soie ltimpression étant réalisée sur l'une ou les deux faces de la feuille 3 .Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que les lignes minces continues formant le réseau constituant l'armature sont relativement espacées , par exemple de 3 à 10 mm , l'espacement étant choisi en fonction du résultat à atteindre 4 . Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que l'épaisseur des lignes est faible , allant de préférence de 0,5 à 2 mm 5 . Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'écartement des lignes et leur épaisseur sont tels que la surface de l'armature par elles formée est seulement une fraction très faible de la surface totale de la feuille de papier . 6 . Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que la forme du réseau constituant l'armature est choisie en fonction de la caractéristique mécanique à améliorer 7 . Procédé suivant 6) caractérisé en ce que le réseau constituant l'armature est formé de sinusoïdes , de préférence d'amplitude variable , coupant des droites parallèles équidistantes. 8 . Procédé suivant 6) caractérisé en ce que le réseau constituant l'armature est formé de droites se coupant à angle droit ou non 9 . Procédé suivant l'une quelconque des revendications précé dentes caractérisé en ce que le liant est utilisé soit en une solution aqueuse d'alcool polyvinylique , soit en un liant à base de caoutchouc naturel ou synthétique 10 . Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que l'opération d'impression est suivie d?un sèchage pour évaporer le liant inclus dans le solv vant il . A titre de produits industriels nouveaux , les papiers traités conformément au procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10