Brevet FR2320386A1 — publié le 19770304

La présente invention concerne un procédé pour mettre en suspension dans un liquide des fibrilles réalisées a partir dtune résine synthétique hydrophobe en vue notamment de réaliser des papiers synthétiques par voie papetiere classique. Depuis quelques années, on a mis au point des procédés conduisant a la formation de fibrilles a partir de résines synthétiques filmogenes de carac tère généralement hydrophobe. Sous la désignation de "fibrilles", la Demanderesse entend définir des structures fibrillées allongées constituées de filaments tres ténus, dtépais- seur de tordre du micron, connectés entre eux pour former un réseau tridimensionnel. Ces structures, d'aspect floconneux, ont une forme générale allongée et présentent une surface spécifique tres élevée dépassant I m2/g et dans beaucoup de cas 10 m2/g. Leur diamètre varie entre 0,001 et 0,5 mm environ et leur longueur entre 0,5 mm et 5 cm environ. Selon une premiere technique, de telles fibrilles peuvent être réalisées par étirage mécanique de films réalisés a partir de résines synthétiques et de préférence a partir de mélanges de résines synthétiques incompatibles. Selon d'autres techniques, on atteint des résultats similaires en introduisant des solutions de résines synthétiques dans des milieux liquides précipitants soumis a une agitation énergique. Suivant une autre technique encore, on prépare des fibrilles par raffinage dtun gel fibreux obtenu en polymérisant une oléfine au moyen dtun catalyseur de type Ziegler dans un solvant de parametre de solubilité judicieusement choisi et en exerçant éventuellement des forces de cisaillement relativement faibles sur le milieu de polymérisation. Enfin, une technique de production particulibrement avantageuse consiste a soumettre a une détente brusque par passage au travers dTun orifice approprié, un mélange de polymère fondu et de solvant se trouvant dans des conditions de concentration, de pression et de température telles que la détente brusque provoque la vaporisation instantanée du solvant et la solidification du polymère sous forme fibrillée. Les fibrilles obtenues suivant l'une quelconque de ces techniques sont généralement utilisées pour réaliser des papiers synthétiques ou des structures du type textiles non tissés. Une des voies préférées pour réaliser des papiers synthétiques a partir de fibrilles est certes la voie papetiere classique puisque cette technique de production de papier est bien connue par les spécialistes et que les installations nécessaires pour sa réalisation sont déjà en place. Toutefois, cette technique impose la mise en suspension de fibrilles dans un milieu liquide, qui généralement pour des raisons d'économie est l'eau, afin de permettre le raffinage et la mise en feuille imposés par cette technique. Or, compte tenu du poids spécifique très faible des fibrilles et du caractere hydrophobe des résines synthétiques généralement utilisées pour leur production, il s'avere jusqu a présent que la mise en suspension des fibrilles dans un milieu liquide pose de sérieux problemes. Ainsi, par exemple, il ne suffit pas d'introduire les fibrilles dans un milieu liquide, tel que de liteau, soumis a une agitation violente, car on constate généralement que des qu'on arrête l'agitation, les fibrilles se séparent du milieu liquide et viennent flotter a la surface de ce dernier. Afin de remédier a cet inconvénient, on a déjà proposé d'introduire des agents tensioactifs dans le milieu liquide de mise en suspension de fibrilles afin de rendre celles-ci mouillables et ainsi on a pu réaliser des suspensions ayant une stabilité relativement bonne. Toutefois, l'incorporation d'agents tensioactifs dans le milieu de mise en suspension présente également des inconvénients non négligeables. Ainsi le recours a des agents tensioactifs entrain un accroissement non négligeable du prix de revient des papiers synthétiques. De plus, certains agents tensioactifs entraînent la formation de mousses tres gênantes et accroissent la tendance a la floculation de la pâte sur la machine a papier. D'autres provoquent un collage du papier sur le cylindre de la calandre ou se dégradent avec formation de vapeurs toxiques lors du séchage. Par ailleurs, le recours a des agents tensioactifs rend plus ardu le probleme de recyclage des eaux meres. Enfin les agents tensioactifs se retrouvent dans les papiers synthétiques produits et affectent souvent leurs caractéristiques et leurs propriétés. La Demanderesse a maintenant mis au point un procédé pour la mise en suspension dans un liquide de fibrilles réalisées a partir d'une résine synthétique hydrophobe qui se révele tres efficace et ne présente pas les inconvénients inhérents au recours a des agents tensioactif s. La présente invention concerne des lors un procédé pour la mise en suspension dans un liquide de fibrilles réalisées a partir d'une résine synthétique hydrophobe'dans lequel on-met les fibrilles en suspension dans le liquide en présence de cellulose a raison d'au moins 0,1 % en poids sec par rapport au poids des fibrilles. La Demanderesse a en effet constaté avec surprise que cet ajout de cellulose a pour effet de rendre les fibrilles parfaitement mouillables par ledit liquide avec pour corollaire la formation aisée d'une suspension stable sans devoir recourir à un quelconque agent tensioactif. La résine synthétique filmogenedoet sont constitueesles fibrilles peut être quelconque. A titre exemplatif, on peut citer les polyolefines, les polyamides, les polyesters thermoplastiques, les polyuréthanes, les polycarbonates, les polymeres vinyliques (tels que les polymeres à base de chlorure de vinyle, d'acétate de vinyle ou de fluorure de vinylidene) et les polymeres acryliques (tels que les polymères du nitrile acrylique). Parmi les polyoléfines, cn peut citer le poiyéthylène de haute ou basse densité, le polypropylène, les copolymères d'éthylène et de propylène et les mélanges de ces polymères dont le caractère hydrophobe est bien connu. Ainsi qu'il a été dit, le liquide de mise en suspension est généralement de l'eau, mais le procédé selon l'invention reste applicable en présence de tout liquide de mise en suspension se révélant non mouillant vis-à-vis des fibrilles et mouillant vis- -vis des fibres cellulosiques. La mise en suspension des fibrilles dans le liquide est de préférence effectuée dans un appareillage muni de moyens d'agitation puissants tels que par exemple dans un pulper. On y introduit donc également la cellulose. On peut aussi l'introduire dans l'appareillage de récupération des fibrilles si celui-ci a également comme fonction de les mettre en suspension. La cellulose incorporée lors de la mise en suspens ion des fibrilles peut se présenter sous une forme sèche ou sous une forme humide. On utilise de préférence une pâte à papier cellulosique telle qu'unie pâte mécanique, chimique ou semi-chimique. La quantité de cellulose incorporée lors de la mise en suspens ion des fibrilles peut ainsi qu'il a été dit être d'au moins 0,1 Z en poids sec par rapport au poids des fibrilles. En général, on constate qu'une quantité de cellulose comprise entre 1 et 5 Z en poids de matière sèche par rapport au poids de fibrilles permet d'obtenir des suspensions de bonne stabilité. Les suspensions de fibrilles obtenues suivant le procédé de l'invention peuvent être mises en oeuvre selon les techniques papetières classiques. Elles peuvent être raffinées, être mélangées à dTautres suspensions, être séchées et enroulées et être mises en oeuvre sur les machines à table plate ou ronde classiques. En bref, elles peuvent être utilisées dans toutes les applications des fibrilles synthétiques. Le procédé conforme à l'invention est en outre illustré par les exemples de réalisation pratique qui vont suivre. I1 est toutefois bien entendu que ces exemples sont donnés à titre purement illustratif et que, dès lors, ils ne limitent en rien la -portée de la présente invention. Exemple 1 A l'aide de l'appareillage décrit dans la demande de brevet français 72/30717 déposée le 29.8.1972 par la Demanderesse, on prépare une nappe de fibrilles à partir d'ELTEX A 1050, un polyéthylène de haute densité et d'indice de fusion égal à 5 vendu par la Demanderesse. La surface spécifique des fibrilles est de 11 m2/g et leur longueur de 5 à 10 mm. Ces fibrilles sont produites par détente brusque au travers d'une filière à perturbation, comme décrite dans la demande de brevet français 75/00904 déposée le 13.1.1975 par la Demanderesse, d'un mélange de polyéthylène ELTEX A 1050 et d'hexane technique se trouvant à une température de 2004 C, une pression de 70 kg/cm2 et une concentration de 14,5 kg de polyéthylène par 100 kg de mélange et sont récupérées sous forme d'une nappe continue pratiquement sèche. On introduit 5 kg de nappe dans 200 1 d'eau contenue dans un pulper classique muni d'une hélice à 6 pales d'un diamètre de 350 miii et tournant à 650 t/min puis 250 g de pâte celltilosique (Kraft blanchi produit à partir de bois résineux), le poids étant exprimé en poids sec. On constate, dès cet ajout, que la nappe se désagrège rapidement et se met progressivement en suspension dans l'eau. Après 15 min, on arrête l'agitation et -on constate que les fibrilles désagrégées restent maintenues en suspension dans l'eau (flottation sous la surface du liquide). La suspension ainsi formée est ensuite raffinée dans un raffineur conique Escher -Wyss type R1 à la concentration de 2,5 Z en poids de matière sèche puis 2 convertie, sans aucun problème particulier, en une feuille de 40 g/m2 ayant d'excellentes propriétés. Par contre et à titre de comparaison, en opérant dans les mimes conditions mais sans introduction de cellulose, on constate que la désintégration de la nappe de fibrilles est médiocre et quSucune action de mouillage des fibrilles ntintervient. Ainsi, dès qu'on arrête l'agitation, la masse fibreuse se sépare de l'eau et vient flotter au-dessus de la surface de cette dernière, excluant toute possibilité de traitement ultérieur si ce n'est moyennant l'incorporation d'agents tensioactifs. Exemple 2 Suivant la technique décrite à ltexemple ), on réalise une nappe de fibrilles à partir de PROFAX 6501, un polypropylène produit et vendu par HERCULES POWDERS INC. La surface spécifique des fibrilles est de 5 m2îg et leur longueur de 5 à 20 mm. Ces fibrilles sont produites par détente brusque au travers d'une filière à perturbation comme à l'exemple I d'un mélange de polypropylène PROFAX 6501 et de pentane technique se trouvant à 1850 C, une pression de 70 kg/cm2 et une concentration de 10 kg de polypropylène par 100 kg de mélange, ces fibrilles étant récupérées comme à l'exemple 1 sous forme d'une nappe pratiquement sèche. Comme à l'exemple 1, on introduit de nouveau 5 kg de nappe dans le pulper contenant 200 1 d'eau puis 200 g de pâte cellulosique. On constate à nouveau que la nappe se désagrège rapidement et forme une suspension stable qui peut etre raffinée et convertie sans problème en une feuille de papier synthétique de bonne qualité. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la mise en suspens ion dans un liquide de fibrilles réalisées à partir d'une resine synthétique hydrophobe caractérisé en ce qu'on met les fibrilles en suspension dans le liquide en présence de cellulose à raison d'au moins 0,1 X en poids sec par rapport au poids des fibrilles. 2 - Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les fibrilles sont préparées à partir d'une polyoléfine. 3 - Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le liquide de mise en suspension est l'eau. 4 - Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la mise en suspens ion des fibrilles est effectuée dans un appareillage muni de moyens d'agitation. 5 - Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la quantité de cellulose mise en oeuvre est de 1 à 5 Z en poids sec par rapport au poids des fibrilles. 6 - Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la cellulose est mise en oeuvre à l'état sec. 7 - Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la cellulose est mise en oeuvre à l'état humide.