Brevet FR2508508A1 — publié le 19821231

La présente invention concerne les produits fibreux fabiqués à partir dc suspensions aqueuses et leur procédé de fabricati Elle sera expliquée ci-après plus particulièrement à propos des produits plats en feuille obtenus par voie papetière, mais elle n'est limitée ni à ces produits, ni à cette voie d'obtention. Par exemple, elle s'applique parfaitement à l'obtention de panneaux alvéolés par dépôt d'une suspension aqueuse dans un moule ajouré en forme. On sait déjà fabriquer par voie papetière des produits, pouvant par généralisation etre appelés "papiers chargés", comportant des charges minérales ou organiques. De telles charges, généralement destinées à remplacer en partie les coûteuses fibres de cellulose, permettent de plus de communiquer auxdits produits certaines caractéristiques désirées. Par exemple, ces charges sont constituées par de la poudre de craie, du kaolin, etc... peu coûteux. Les charges sont ajoutées à la suspension aqueuse de fibres et mélangées intimement à cette suspension, par agitation, de sorte que la suspension soit homogène. Le mélange et la répartition uniformes des charges à la suspension ne soulèvent aucune difficulté, notamment à cause du fait que ces charges ont une densité supérieure à celle de l'eau. En revanche, on n'a pas pensé jusqu'à présent à incorporer à des papiers chargés, ni d'ailleurs aux autres produits obtenus à partir de suspensions aqueuses, des charges plus légères que l'eau, par exemple pour reduire la densité du produit final obtenu, car on pensait que cela serait impossible. En effet, de telles charges flotteraient à la surface de la suspension aqueuse de fibres et ne pourraient se mélanger à celle-ci. De plus, sur la toile de la machine papetière, le peu de telles charces qui aurait été incorporé à la sJSp2nsion, se séparerait des fibres. II =ra t donc impossible d'obtenir un produit hoge. I1 était cionc impensable jusqu'd présent de fabriquer un produit fibreux obtenu à partir d'une suspension aqueuse et incorporant des charges plus légères que l'eau. La Demanderesse a trouve que cela était possible, si, comme cela est géneralement le cas, on utilise un liant, dans la suspension de fibres et de charge, ce liant pouvant etre acrylique, cellulosique (pâte de bois fortement raffinée) ou toute suspension de résine possédant un pouvoir liant. En effet, un tel liant a pour effet de produire un phénomène de coagulation, de précipitation, de fibrillation ou de floculation qui peut emprisonner les particules de charges légères à d'autres particules ou à des fibres, de sorte que l'on peut incorporer lesdites particules de charges légères. Aussi, selon l'invention, le produit fibreux obtenu a partir d'une suspension aqueuse contenant des fibres, des particules de charge et au moins un liant, est remarquable en ce que la charge ou au moins l'une des charges est constituée par des particules d'une matière minérale ou organique plus légère que l'eau. De préférence, ces particules présentent une granulométrie inférieure à 100 microns. Ces particules peuvent etre de toute nature, comme par exemple celle d'une résine expansée, d'argile expansée, de mica expansé (par exemple connu sous le nom commercial de VERMICULITE), de verre expansé (par exemple connu sous le nom commercial de FILLITE), etc.... Cependant, il est avantageux que les particules de la ou des charges plus légères que l'eau soient fermées (comme celles du verre expansé -quI se présentent sous la forme de billes creuses) plutôt qu'ouvertes (comme celles du mica expansé). La fabrication d'un produit papetier incorporant des charges plus légères que l'eau est obtenue de façon excellente (mais non pas exclusive) par la mise en oeuvre du procédé décrit dans la demande de brevet français N078 25886 déposée le 8 septembre 1978 au nom de la Demanderesse. Si dans un produit obtenu par ce procédé et comportant une charge telle que de la craie ou du kaolin, de la cellulose et un liant, on remplace au moins une partie de la charge de craie par des particules de verre expansé, on obtient un produit papetier final de plus faible densité, de meilleures caractéristiques mécaniques (les particules de verre expansé sont plus résistantes que celles de craie ou de kaolin et les liaisons entre les particules de verre et le liant sont bien souvent plus solides que les liaisons entre les particules de craie ou kaolin et le liant, de grande résistance à la chaleur et de bonnes propriétés d'ignifiguation et d'isolation thermique. Les exemples de réalisation décrits ci-après feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. EXEMPLE I Obtention d'un papier chargé. La figure unique annexée illustre schématiquement une installation et un procédé pour fabriquer un papier chargé selon l'invention. Dans un cuvier ou hydrapulpeur 1, on mélange, sous agitation permanente et à concentration élevée (de 4 à 5 z de produits en poids par rapport à la masse d'eau), de la pâte de bois raffinée maintenue en suspension aqueuse, une charge telle que la craie et une charge constituée de billes de verre creuses ayant une granulométrie inférieure à 100 microns. Par exemple, en poids, le cuvier 1 contient 3 parties de pâte de bois, 5,5 parties de craie et 1,2 partie de billes de verre creuses. A cette suspension, on peut ajouter (à des fins étrangères à la présente invention) du sulfate d'aluminium. On ajoute également a la suspension du cuvier 1 une résine polyamide-époxyde (cationique), par exemple celle connue sous le nom commercial de KYMENE. La quantité de polyamide époxyde peut etre de l'ordre de 0,16 partie en poids, par exemple. Des fibres de verre peuvent également être ajoutées x la suspension du cuvier 1. Ensuite, la suspension aqueuse ainsi obtenue et agitée en permanence dans le cuvier 1 est transmise à un mélangeur 2, travers une canalisation 2a. Par une autre canalisation 2b, une résine acrylique (anionique) (latex) est introduite dans le mélangeur 2. La quantité de résine acrylique peut être de 0,5 partie en poids pour un produit commercial a 50 % d'extrait sec. Le mélange de la suspension aqueuse et de la résine acrylique opéré dans le-melangé 2 est transmis, par une canalisation une canalisation 3a, dans un réacteur 3 qui, par ailleurs à travers une canalisation 3b,reçoit une résine polyacrylamidé cationique, par exemple celle connue commercialement Sous le nom de K 12 L. La quantité de résine -polyacrylamide cationique peut etre de 0,1 partie d'un produit de 4 a 5 % d'extrait sec. La suspension sortant dù réacteur 3 par la canalisation 4a ést transmise au circuit Liquide 4 d'une machine papetière. Ce circuit liquide 4, est pourvu d'une pompe de circulation 5 et traverse la toile 6 de la machine. De plus, dans le circuit liquide 4 on introduit en 4b une résine polyacrylamide anionique, par exemple celle connue commercialement sous le nom de 144 L. La quantité de résine polyacrylamide anionique peut être de 0,04 partie d'un produit de 4 a s % d'extrait sec. Sur la toile 6 se forme le produit 7 selon l'invention qui est conduit à traverser un bain 8 de résine acrylique. La quantité de résine acrylique ainsi incorporée à la surface du produit 7 est de l'ordre de 0,5 partie en poids. Ainsi, si l'on néglige les faibles quantités de la résine polyamide époxyde et des résines polyacrylamides, les proportions pondérales des composants de l'exemple de produit 7 ainsi obtenu sont Craie ou charge classique 55 % Cellulose 30 % Liant acrylique 3 %,dont 0,5 8 en surface Charge de billes creuses de verre 12 %. Une telle formule particulière a été mise au point spécialemen pour réutiliser les boues de décantation d'une papeterie fabriquant des papiers charges. En réalité, la formule pondérale d'un produit selon l'in Invention, préparé selon le procédé décrit dans la demande de brevet français mentionnée ci-dessus peut être Charge pulvérulente classique (craie, kaolin,etc...) de 0 à 60 % Fibres (cellulose et/ou fibres minérales) de 3 à 30 % Liant acrylique de 2 à 20 % Charges plus légères que l'eau jusqu'à 95 t Les produits (7) ainsi obtenus sont particulièrenent aptes à être utilisés comme supports pour la fabrication de revêtements de sol, notamment vinyliques. Ces supports sont alors revêtus d'un Lôt vinylique. Ils peuvent également être imprégnés par une résine organique pour former un produit cornposite dans lequel la résine d'imprégnation est "chargée" par le produit 7. EXEMPLE II Obtention d'un carton isolant. On prépare sous agitation une suspension de charges cationi suées Craie 4 parties Billes creuses de verre 4 parties Sulfate d'alumine à 50 % 0,20 partie Kymène 557 0,24 partie dans 200 parties d'eau. Dans un premier réacteur, on fixe, à l'aide de cette suspension, de la pâte de bois raffinée dont la charge est anionique, à raison de 1 partie pour 2 de charges (matière sèche). La fibrillation est'poursuivie dans un second réacteur avec un polymère cationique (K 12 L par exemple), puis dans le circuit en tête de machine avec un dernier polymère anionique (144L par exemple) pour obtenir la résistance au cisaillement suffisante. Composition de ce carton Craie 4 parties Billes creuses de verre 4 parties Sulfate d'alumine 0,2 partie Kymèn 557 0,24 partie Bois raffiné 500 SR 4 parties Sursolan K 12L 0,2 partie 144 L 0,08 partie. 1.-Produit fibreux obtenu par à partir d'une suspensior, aqueuse contenant des fibres, des particules de charge et au moins- un liant, caractérisé en ce que la charge ou au moins l'une des charges est constituée par des particules d'une matière minérale ou organique plus légère que l'eau. 2.- Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules de la charge plus légère que l'eau ont une granulométrie inférieure à 100 microns. 3.- Produit selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les particules de charge plus légères que l'eau sont formées par une matière plus lourde que l'eau, mais associée de l'air. 4.-Produit selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque particule de charge plus légère que l'eau est formée par un corps fermé creux, tel qu'une bille ou analogue. 5.- Produit selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps creux est en verre. 6.- Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que sa composition pondérale est la suivante Charge pulvérulente classique (craie, kaolin, etc...) de 0 à 60 % Fibres (cellulose et/ou fibres minérales) de 3 à 30 t Liant de 2 à 20 % Charges plus légères que l'eau jusqu' 95 b. 7.- Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que sa composition pondérale est la suivante Charge classique 55 % Fibres 30 % Liant 3 %, dont 0,5 % en surface Charge plus légère que l'eau 12 %. 8. Procédé pour la préparation du produit spécifie sous l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il fait intervenir en alternance des polyélectrolytes de polarités opposées. 9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on commence par préparer une suspension aqueuse concentrée et agitée en permanence, comportant des'fibres cellulosiques ou minérales, la charge plus légers que l'eau, éyentuellement au moins une autre charge, et un premier électrolyte d'une première polarité, opposée à celle de la suspension, puis en ce que l'on mélange à ladite suspension au moins une partie d'un liant polyélectrolyte de polarité opposée à celle du premier polyélectrolyte, après quoi on ajoute un troisième polyélectrolyte de polarité semblable au premier, puis un quatrième polyélectrolyte de polarité semblable au second. 10. Procédé selon la revendication 9,selon lequel on fait passer le mélange sur la toile d'une machine papetière, caractérisé en ce que à la sortie de la machine papetière, le produit passe dans un bain de liant pour en imprégner la surface.