Brevet FR2476533A1 — publié le 19810828

247653I" Panneau de plâtre et procédé de fabrication L'invention concerne un panneau de plâtre perfectionné et un procédé nouveau de fabrication de ce panneau de plâtre perfectionné. Dans le brevet américain no 3 389 042 il a été décrit un nou- veau procédé pour appliquer un agent de collage sur la surface inté- rieure d'une feuille de papier utilisée pour la fabrication de pan- neaux de plâtre. Dans ce procédé on utilise des résines siliconées en une quantité suffisante pour obtenir un indice de Cobb de seulement 0,4 à 1,0 gramme. Jusque là il était entendu qu'il fallait prévoir à cet effet une absorption considérablement plus élevée pour assurer une bonne adhérence entre le panneau de plâtre et la feuille de papier pendant la prise du gypse, le séchage du panneau et par la suite. L'indice de Cobb est une mesure de l'absorption de l'eau par l'essai de Cobb. L'essai de Cobb est effectué selon la méthode géné- rale décrite par la T.A.P.P.I. mais modifiée de la façon suivante: on fait séjourner à 651C pendant vingt minute un échantillon du papier à essayer de 12,5 x 12,5 cm puis on le laisse refroidir dans un dessicateur. On le sort du dessicateur et on le pèse rapidement sur une balance au 0, 01 g près. On obtient ainsi le "poids à sec". On fixe ensuite l'échantillon dans un anneau Cobb de 100 cm2 classique (fabriqué par W. et L. E. Curley Instrument Co.) de façon que cm2 de surface du papier se trouvent exposés. L'anneau Cobb est préalablement chauffé à 38-490C avant d'effectuer l'essai afin d'éviter un refroidissement rapide de l'eau utilisée dans cet essai. On verse ensuite 150 ml d'eau du robinet propre, à 490C, dans l'an- neau de Cobb au-dessus de la surface de l'échantillon de papier à essayer. On déclenche un chronomètre dès qu'on verse l'eau dans l'anneau. Quand l'eau a été en contact avec le papier pendant exacte- ment trois minutes, on la retire. On enlève aussi rapidement que possible l'échantillon de papier de l'anneau, on le débarrasse de l'eau restée à la surface au moyen d'un papier buvard ou d'une serviette en papier très absorbant, on le plie en quatre pour réduire les pertes de poids par évaporation et on le repèse à 0,01g près. Le poids ainsi obtenu est le "poids à l'état humide". (Cette dernière -2 - série d'opérations ne doit pas demander plus de 15 à 30 secondes). L'indice de Cobb est obtenu en soustrayant le poids à l'état sec du poids à l'état humide. Les résines siliconées sont des agents de collage relativement chers. L'industrie a déployé des moyens considérables pour trouver un agent de collage moins coûteux offrant les extraordinaires avan- tages des résines siliconées. Tous les agents de collage habituels utilisés avant le brevet américain n0 3 389 042 pour préparer du papier se sont révélés apparemment inaptes à l'usage commercial pour la surface d'adhérence de papier de panneau de plâtre pour des charges produisant une valeur Cobb de l'ordre de 0,4 à 1,0. En cas d'utilisation avec de telles charges on obtient un taux inaccepta- blement faible d'adhérence du papier sur le plâtre soit lors de la fabrication, soit après, soit dans les deux cas. L'invention propose d'utiliser comme agent de collage du papier collé sur des panneaux de plâtre un agent de collage synthé- tique choisi dans le groupe formé parmi les substances suivantes: anhydrides d'acide succinique substitués, anhydrides d'acide gluta- rique substitués et le produit de réaction de l'anhydride maléique et d'une oléfine interne c'est-à-dire dont la double liaison n'est pas située en bout de chaîne. Le but de l'invention est de fournir une nouvelle classe dif- férente d'agents de collage à appliquer sur la surface interne de la couche inférieure du papier recouvrant des panneaux de plâtre. Un autre but de l'invention est de fournir un nouvel agent de collage pour le traitement de papier de panneaux de plâtre o le papier présente à son application sur le plâtre des -caractéristiques avantageuses en assurant des valeurs Cobb de 0,4 à 1,0.. Ces buts et avantages ressortiront clairement de la descrip- tion ci-après d'exemples de réalisation de l'invention. Selon l'invention on fabrique des panneaux de plâtre selon un procédé usuel à deux étapes. D'abord on réalise une feuille de papier pour couvrir le panneau de plâtre. Ce papier est en général un papier multicouches fabriqué dans une machine à cylindres mettant en oeuvre une pluralité de bacs dont chacun contient un tamis cylindrique et - 3- forme l'une des couches de la feuille de papier-. On ajoute dans certaines cuves des agents de collage conventionnels, tels que de la colophane ou de l'alun, pour en munir intérieurement certaines couches de l'ensemble des couches du papier. Les différentes couches du papier sont enlevées des cylindres respectifs et laminées pour former un papier assemblé essentiellement unitaire d'une épaisseur de l'ordre de 0,044 à 0,06 cm. - Dans une seconde étape on verse entre deux feuilles de papier une pâte aqueuse de plâtre. Après une prise partielle le panneau fabriqué en continu est découpé selon les longueurs désirées et on effectue un séchage dans un four à haute température. La couche de papier de la feuille multicouche couvrant le panneau qui est en contact direct avec le plâtre est appelée couche de liaison ou couche côté plâtre. Il a en général toujours été considéré comme essentiel de permettre l'absorption d'eau provenant de la pâte du plâtre au moins par la couche en contact direct avec le plâtre pour permettre au gypse dissout dans cette eau de migrer vers cette couche de papier réalisant ainsi une liaison mécanique entre le papier et le plâtre lorsque le gypse dissout sèche et forme des cristaux de gypse. Il s'est révélé clairement avantageux de limiter cette absorption à un minimum assurant la bonne adhérence du papier sur le plâtre pendant tous les stades de la fabrication ainsi qu'ul- térieurement. Selon l'invention cette absorption est maintenue à un minimum acceptable en traitant la surface interne du papier de recouvrement par un agent de collage synthétique appartenant au groupe comprenant certains anhydrides d'acide succinique substitués, certains anhy- drides d'acide glutarique substitués et le produit de la réaction de l'anhydride de l'acide maléique avec un oléfine interne. Ce groupe d'agents de collage est décrit en détail dans les brevets américains no 3 102 064 et 3 821 069. Ces brevets enseignent tous les deux que les agents de collage synthétiques décrits ici sont avantageux si on les ajoute à un stade quelconque du procédé de fabrication de papier qui précède la transformation finale de la pulpe humide en une feuille sèche, par exemple lorsque la pulpe se -4 - trouve dans le réservoir de stockage, la défibreuse, l'hydropulpeur ou dans la cuve de stockage. Dans la présente invention les feuilles de papier de recouvre- ment utilisables pour la fabrication des panneaux de plâtre sont entièrement réalisées suivant un procédé standard de fabrication de papier. Le plus souvent-ce sera la formation d'une feuille de papier à plusieurs couches sur une machine à cylindres. Après son séchage partiel ou complet le papier est revêtu d'une émulsion aqueuse de l'agent de collage synthétique du groupe qui comprend certains anhy- drides d'acide succinique substitués, certains anhydrides d'acide glutarique substitués et le produit de la réaction de l'anhydride de l'acide maléique avec une oléfine interne. L'exemple de réalisation qui fait appel à l'anhydride de l'acide maléique peut être défini plus précisément comme un agent de collage qui comprend le produit de la réaction de l''anhydride de l'acide maléique avec une oléfine interne conforme à la formule- Rx - CH2 - CH = CH - CH2 - Ry dans laquelle Rx est un radical alkyle renfermant au moins quatre atomes de carbone et Ry un radical alkyle renfermant au moins quatre atomes de carbone; l'agent de collage obtenu est plus efficace que les agents de collage préparés en utilisant des oléfines ayant la double liaison en position 1, 2 ou 3 ou des oléfines ramifiées à chaine courte. Dans un exemple de réalisation préféré on applique sur la face du papier qui entrera en contact avec le plâtre une fine couche d'une émulsion d'un anhydride d'acide dicarboxylique ayant une longue chaine hydrophobe latérale comme représenté ci-après 0 R il Cn H2 n-1 - CH - CH-' 0 CH2 - C 8 - 5- o R est un groupe alkyle contenant au moins 5 atomes de carbone et o n est au moins égal 6, substance disponible par exemple sous la marque Fibran 68 de National Starch and Chemical Corp. La quantité d'eau choisie pour former l'émulsion déterminera la vitesse avec laquelle les particules solides du nouvel agent de collage synthé- tique sont appliqués sur le papier à enduire. On utilise une quantité appropriée d'eau pour l'émulsion afin d'obtenir un revêtement d'agent de collage de l'ordre de 450 g par tonne de papier d'environ 290 g/m2 dans des conditions standard en utilisant une émulsion avec une teneur de 1,15% de solides. La valeur Cobb du papier revêtu était de 0,6 g ce qui constitue une valeur Cobb faible appropriée. Cette hydrophobie relativement élevée n'a étonnamment pas affecté désavantageusement la porosité de ce papier ni par consé- quent la capacité des panneaux de plâtre fraîchement couverts de ce papier de sécher. L'adhérence de ce papier au plâtre était bonne aussi bien à l'état humide qu'à l'état sec. Le coût de ce procédé d'enduction était d'environ 30% inférieur à celui du procédé connu d'enduction utilisant des résines siliconées. Le groupe d'agents de collage pris en considération dans le cadre de la présente invention comprend aussi des agents de collage qui correspondent à la formule de structure suivante O I 0X R - R' o R est un radical diméthylène ou triméthylène et o R' est un groupe hydrophobe contenant plus de cinq atomes de carbone et pou- vant être choisi dans le groupe des radicaux alkyle, alcényle, arylalkyle ou arylalcényle. Les anhydrides cycliques d'acides décar- boxyliques substitués répondant à la formule indiquée ci-dessus sont les anhydrides des acides succiniques et glutarique substitués. Ren- trent également dans le cadre de l'invention comme agents de collage de papier de recouvrement de panneau de plâtre, quelle que soit la face du panneau considérée, l'anhydride d'acide iso -octadécényl - 6 - succinique, l'acéhydride d'acide n-hexadécényl succinique, l'anhy- dride d'acide dodécényl succinique, l'anhydride d'acide tri-isobutényul succinique et leurs équivalents en une quantité suf- fisante pour produire une valeur Cobb d'environ 0,4 à 1,0 gramme mesurée sur la face inférieure du papier. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes d'exécu- tion décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. - 7- REVENDICATIONS 1/ Panneau de platre recouvert de papier comportant un panneau de plâtre et une feuille de papier de recouvrement qui couvre au moins une face du panneau, ledit papier étant revêtu sur sa face en contact avec le plâtre d'un agent de collage synthétique caractérisé par le fait que ledit agent de collage synthétique est choisi dans le groupe comportant (1) les anhydrides cycliques d'acide dicarboxylique dont la formule est C O R - R' Il R étant choisi parmi les radicaux diméthylène et triméthylène et R' étant un groupe hydrophobe contenant plus de cinq atomes de carbone et choisi parmi les groupes alkyle, alcényle, arylalkyle et arylal- cényle, et (2) le produit de réaction de l'anhydride de l'acide maléique et d'une oléfine interne, c'est-à-dire dont la double liai- son n'est pas située en bout de chaine, en une quantité suffisante pour obtenir pour ledit papier lors de la fabrication du panneau de plâtre un indice Cobb de l'ordre de 0,4 à 1,0 gramme mesuré sur la face dudit papier qui est en contact avec le plâtre. 2/ Panneau de plâtre recouvert de papier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite feuille de papier contient envi- ron 450 g dudit agent d'enduction par tonne de papier. 3/ Panneau de plâtre recouvert de papier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit agent de collage synthétique (2) est un anhydride d'un acide dicarboxylique. 4/ Panneau de plâtre recouvert de papier selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit anhydride d'acide dicarboxylique comporte une longue chaine latérale hydrophobe suivant la formule R O I Il Cn H2n-1 - CH- CH C 1 O CH2 C il o -8- o R est un radical alkyle contenant au moins cinq atomes de carbone et o n est au moins égal à six. / Panneau de plâtre recouvert de papier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit agent de collage synthétique comporte le produit de la réaction de l'anhydride de l'acide maléique avec une oléfine interne correspondant à la formule Rx-CH2-CH=CH-CH2-Ry o Rx est un radical alkyle, contenant au moins quatre atomes de carbone et o Ry est un radical alkyle contenant au moins quatre atomes de carbone. 6/ Procédé de fabrication du panneau de plâtre recouvert de papier selon la revendication 1, procédé comprenant comme étapes la forma- tion d'un panneau à partir d'une pâte de gypse, le laminage d'une feuille de papier sur le panneau de plâtre, le papier étant revêtu d'un agent de collage synthétique sur la face adjacente au plâtre et le séchage dudit panneau, caractérisé par le fait que ledit agent de collage synthétique est choisi dans le groupe comportant (1) les anhydrides cycliques d'acide dicarboxylique dont la formule est 0 R-R' R étant un radical diméthylène ou triméthylène et R' étant un groupe hydrophobe contenant plus de cinq atomes de carbone et choisi parmi les groupes alkyle, alcényle, arylalkyle et arylalcényle et (2) le produit de la réaction de l'anhydride d'acide maléique et d'une oléfine interne, en une quantité suffisante pour obtenir pour ledit papier un indice Cobb de l'ordre de 0,4 à 1,0 gramme mesuré sur la face dudit papier qui est en contact avec le plâtre. 7/ Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite feuille de papier est revêtue à raison d'environ 450 g dudit agent de collage par tonne de papier. 8/ Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit agent de collage synthétique (2) est un anhydride d'acide dicarboxylique. - 9- 9/ Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit anhydride d'acide dicarboxylique comporte une longue chaine latérale hydrophobe suivant la formule RI 0 CnH2n-1 - CH -CH - CH2 C o R est un radical alkyle contenant au moins cinq atomes de carbone et o n est au moins égal à six. / Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit agent de collage synthétique comporte le produit de la réaction de l'anhydride d'acide maléique avec une oléfine interne correspondant à la formule Rx-CH2-CH=CH-CH2-Ry o Rx est un radical alkyle contenant au moins quatre atomes de carbone et o Ry est un radial alkyle contenant au moins quatre atomes de carbone.