Brevet FR2359232A1 — publié le 19780217

Lors de la fabrication de certains types de matière de revêtement de sol, on utilise, comme feutre support, une feuille dont le constituant principal est l'amiante. L'amiante, cependant, peut entraîner des risques pour la santé et on a, par conséquent, proposé dans ce domaine ainsi que dans dtautres, de remplacer l'amiante par de la laine minérale artificielle telle que, par exemple, de la laine de pierre, de la laine de verre ou analogue, étant donné que la laine minérale artificielle ne comporte par les risques pour la santé que présente l'a- miante.Cependant, si l'on remplace simplement l'amiante par la quantité correspondante-de laine minérale, on obtiens un tapis fibreux dont la résistance à la traction, la souplesse et la résistance à la pénétration sont très inférieures à celle du produit qui utilise l'amiante comme matière fibreuse. Les fibres minérales artificielles, contrairement aux fibres d'amiante, sont très lisses et nécessitent un effet de liage très différent de l'amiante. Meme des quantités de liants qui sont, à l'évidence, inéconomiques et également inappropriées à d'autres points de vue se sont révélées ne pas être capables de faire disparattre cette différence entre les propriétés des fibres. Cependant, la présente invention a pour objet un procédé gracie auquel on donne à un tapis de fibres à base de laine minérale artificielle des propriétés telles, en employant des quantités raisonnables de liant, què le tapis peut remplacer les produits correspondants en amiante. Le procédé selon la présente invention a cependant des possibilités d'application plus générales que le simple remplacement des produits en amiante. L'invention concerne un procédé par voie humide suivant lequel on prépare tout d'abord une suspension de fibres minérales artificielle dans l'eau, on forme une feuille à partir de la suspension de fibres, et enfin, on sèche cette feuille. Conformément à l'invention, le tapis est soumis à une compression notable au cours du séchage. A cet égard,il s'est avéré avantageux d'appliquer la compression et de la supprimer d'une manière telle qu'elle soit maintenue pendant la plus grande partie du processus de séchage, de préférence de telle sorte qu'elle reste appliquée jusqu'à ce que le tapis soit complètement ou presque complètement sec. La raison pour laquelle on obtient, de cette manière, un effet positif aussi net, effet qui dépasse de beaucoup celui qui est produit par l'accroissement de densité proprement dit, est, d'après les études effectuées, probablement due au fait que les gouttelettes de liant qui, initialement, contiennent une quantité donnée d'eau avec une ou plusieurs particules de liant entourent initialement ou, au minimum, sont initialement en contact avec deux fibres ou davantage.Lorsque leau est éliminée, le volume de chaque gouttelette diminue naturellement de sorte que les particules de liant sont libérées. I1 peut alors arriver, et ceci se produit à l'évidence dans une mesure importante, que les particules de liant séparées ne forment plus de ponts entre les fibres. De ce fait, aucune action de liage nTest produite par ces particules. Les circonstances sont, cependant, différentes lorsque les fibres avec lesquelles une goutte donnée de dispersion de liant entre en contact, sont comprimées de sorte que la distance entre les fibres est faible. Les particules de liant restant après l'évaporation de l'eau sont alors capables de lier les fibres entre elles. Lorsque le processus de séchage est terminé et que la charge de compression cesse d'etre appliquée, le tapis de fibres gonfle mais, à ce moment, le liage est déjà établi. On pourrait penser que cet effet pourrait être obtenu, par exemple, en appliquant momentanément une compression plus ou moins forte au tapis de fibres après achèvement du processus de séchage mais avant refroidissement du tapis de fibres.L'effet qui est-ainsi obtenu, cependant, est bien plus faible et, par conséquent, il semble qu'il soit important que le liage entre les fibres, dû à leur rapprochement par compression, s'effectue simultanément à l'élimination de l'eau au cours du processus de séchage. Afin d'obtenir les meilleurs effets de l'invention, il est nécessaire que la compression effectuée au cours du séchage soit notable. De préférence, elle doit atteindre au moins 202o et avantageusement au moins 40% de l'épaisseur de la feuille humide. Un appareil particulierement avantageux pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention s'est avéré être un cylindre de séchage dont la plus grande partie est, d'une manière en soi connue, entourée par un feutre de séchage ou par une toile de séchage.Cependant, dans ce cas, le feutre de séchage ou la toile de séchage doit etre réalisé et monté d'une manière telle qu'il peut etre tendu à un degré tel que le tapis de fibres est comprimé à la pression requise Une machine de traitement des fibres du type "Yankee" s'est avérée être la machine la plus avantageuse mais il est également possible i'utilser des machines à plusieurs cylindres, étant donné qu'il s'est avéré etre sans importance notable que la pression soit supprimée dans la période de temps pendant laquelle le tapis passe d'un cylindre à un autre Cependant, il est très important que le degré de compression des différents cylindres soit sensiblement égal. Les effets produits par la mise en oeuvre de l'inven- tion conformément à la description ci-dessus et selon les résultats des recherches consistent essentiellement à assurer une utilisation efficace du liant. Il s'est également avéré que l'effet du liant, tel qu1il est observable dans le tapis de fibres minérales achevé, est également accru par l'utilisation d'étapes de traitement particulières pour l'addition du liant Ainsi, il s'est avéré etre extremement avantageux que le liant soit ajouté en deux étapes. Ainsi, une partie du liant doit etre ajoutée dans la suspension de fibres à partir de laquelle la feuille est formée.Une seconde partie du liant doit être ensuite ajoutée à la feuille humide après que l'égouttage a été complètement ou presque complètement terminé. Un latex d'un polymère d'acrylate sous forme d'une dispersion ou un autre produit liant comparable semble être le meilleur produit utilisable comme liant au cours de la première étape. L'effet est particulièrement bon si l'on fait coaguler la dispersion avant la formation de la feuille. La coagulation peut se produire dans la suspension de fibres après que la dispersion de liant a été ajoutée, mais elle est effectuée, de préférence, avant 11 addition à la suspension de fibres du fait que les conditions de la coagulation sont alors plus faciles à commander. Le liant qui doit etre ajouté à la suspension de fibres doit représenter au moins 2% mais ne doit pas dépasser 25% du poids des fibres. De préférence, la proportion de liant doit être d'environ 15% du poids des fibres. Pour la seconde étape d'addition de liant, il s'est avéré que le latex de butadiene-styrène ou analogue donne les meilleurs résultats. Cependant, il est d'une très grande importance que ce liant soit distribué d'une manière extrêmement régulière et sous la forme de petites particules. La pulvérisation avec un très haut degré de division s 'est avérée constituer le procédé le plus approprié. Cependant, le nuage de particules de liant ainsi engendré est difficile à commander en pratique et il s'est avéré particulièrement avantageux d'utiliser une pulvarisation électrostatique. La quantité de. liant utilisée au cours de la seconde étape d'addition de liant doit être également d'au moins 2% et dDau plus 25% du poids des fibres. Une dose appropriée pour la plupart des applications est de 10% du poids des fibres. Si la quantité de liant ajoutée au cours de la pre mière étape est proche de la limite inférieure, une quantité relativement plus importante de liant doit être ajoutée au cours de la seconde étape et vice-versa. La quantité totale de liant ajoutée ne devrait pas être, par conséquent, inférieure à 10% et de préférence, à 20% du poids des fibres. D'autre part, aucun avantage essentiel n'est obtenu lorsque la quantité de liant ajoutée dépasse 40% du poids des fibres et presqu'aucun avantage n'est également obtenu lorsque la quantité de liant ajoutée dépasse 30%. Dans les exemples ci-après, on a montré comment les caractéristiques de l'invention ont un effet décisif sur les propriétés essentielles du tapis des fibres minérales. Cependant, il est bien entendu que l'invention peut être également mise en oeuvre d'autres manières sans sortie du cadre des revendications annexées. Exemple 1 On a introduit dans une suspension de fibres, compre nant 0,1% de fibres de laine de pierre dans de l'eau, 15% d'un latex d'acrylate, calculés sur la base du poids des fibres, la coagulation de ce latex ayant été provoquée immédiatement avant son introduction dans la solution, par diminution de son pH obtenu par addition d'une solution d'alun. La suspension de fibres contenant le liant a été égouttée sur une toile unie "Voith Hydroformer". Après égouttage à 40% de matière sèche, on a pulvérisé sur les fibres environ 10% d'un latex de butadiène-styrène, calculés sur la base du poids des fibres. La feuille a été amenée sur un cylindre de séchage de I m de diamètre dont la plus grande partie était entourée par une toile dont la tension pouvait être réglée.Le tapis a été séché et sa résistance à la traction et sa résistance à la pénétration 1) ont été mesurées. Les résultats ci-après ont été obtenus. A B Force de traction appliquée 0,4 kg/cm 20 kg/cm à la toile Compression produite par le cylindre de séchage 10% 60% Résistance à la traction dans le sens longitudinal 20,5 N/3 cm 60 N/3 cm dans le sens transversal 17,3 N/3 cm ( 53 N/3 cm Résistance à la pénétra tion 1) perdant l'application de la charge 1,4 mm Q,5 mm après suppression de la charge 1,2 mm 0,38 mm 1) une bille d'acier de 20 mm de diamètre est eappliquée sous une certaine pression pendant 5 minutes et la profondeur de l'emprein- te est mesurée. Cinq minutes après la suppression de la charge, la profondeur de l'empreinte est à nouveau mesurée. Le tapis qui avait été fortement comprimé au cours du séchage (essai B) a présenté ainsi des valeurs de résistance nettement meilleures que celui qui n'avait été que très peu comprimé (essai A). Exemple 2 Dans un essai effectué essentiellement de la manière décrite dans l'exemple 1, les modifications indiquées ci-après ont été apportées en ce qui concerne l'application du liant avec les résultats indiqués. Essai C D E F G liant dans la acrylate1) acrylate latex de latex de suspens ion de 15% 15% butadiène butadiènes 0 fibres styrène styrène 15% 30% liant déposé oui non oui oui liant ajouté latex de latex de acryla- 0 acrylate apres forma butadiène butadiène te tion de la styrène styrène feuille 10% 10% 10% 25% Compression au cours du 60% 60%/ 60% 60% 60% séchage Résistance à la trac tion - dans 60 N/3 9,3 N/3 52 N/3 34 N13 29 N/3 le sens lon cm cm cm cm cm gitudinal dans le sens : 53 N/3 7,1 N/3 47 N/3 27 N/3 30 N/3 transversal cm cm cm cm cm Résistance à la pénétra tion pendant l'application de la charge 0,50mm - 0,62mm 0,71mm l,OOmm après suppres sion de la charge 0,38mm - 0,59mm 0,62mm 0,90mm l dispersion d'acrylate REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication de tapis, constitué essentiellement par des fibres minérales et par un liant, par préparation d'une suspension de fibres dans l'eau, formation de feuilles par égouttage, et séchage du tapis caractérisé en ce que le tapis est soumis à une compression notable au cours du séchage. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la compression est~maintenue pendant la plus grande partie du séchage, de préférence d'une manière telle qu!elle reste appliquée jusqu'à ce que le tapis soit complètement séché ou presque complètement séché. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, carac térisé en ce que la compression est d'au moins 20% et, de préférence, d'au moins 40% de ltépaisseur de la feuille humide. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le séchage est effectué sur un cylindre de séchage, de préférence un cylindre de séchage dans lequel la compression du tapis s'effectue au moyen d'un feutre ou dune toile de séchage entourant une partie importante de la surface du cylindre de séchage, ce feutre ou tte toile étant maintenu dans un état tendu au degré requis pour assurer la compression désirée. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le liant est ajouté en deux étapes, en premier lieu dans la suspens ion de fibres avant formation de la feuille et, en second lieu, dans la feuille hunideaprès que l'égouttage a été achevé ou presque complètement achevé. 6 - Procédé selon la revendication s, caractérisé en ce que le liant ajouté à la suspension de fibres est une dispersion d'acrylate ou une dispersion similaire. 7 - Procédé selon la tevendication 6, caractérisé en ce que l'on provoque la coagulation de la dispersion, de préférence avant qu'elle soit ajoutée à la suspension de fibres. 8 - Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la quantité de liant ajoutée à la suspension est comprise entre 2 et 25% du poids des fibres, et est, de préférence, d'environ 15% de ce poids. 9 - Procédé selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le liant ajouté à la feuille humide est un latex de butadiène-styrène ou un produit similaire. 10 - Procédé selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le liant qui est ajouté à la feuille humide est ajouté par pulvérisation, de préférence par pulvérisation électrostatique. 11 - Procédé selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que la quantité de liant ajoutée à la feuille humide est comprise entre 2 et 25% et est, de préférence, d'environ 10% du poids des fibres. 12 - Procédé selon l'une des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que la quantité totale de liant est comprise entre 10 et 40%, de préférence entre 20 et 30% du poids des fibres.