Brevet FR2510478A1 — publié le 19830204

L'invention concerne un panneau mural amélioré en plâtre et un procédé amélioré pour la fabrication d'un tel panneau, et en particulier pour former une couche de plâtre fortement densifiée au voisinage de la surface de séparation entre le plâtre et le papier d'un panneau en plâtre. Lors de la fabrication de panneaux en plâtre recouverts de papier, une quantité appréciable d'une mousse liquide est mélangée à la composition capable de faire prise qui forme le noyau du plâtre; cette mousse, qui forme des bulles très fines, remplace un volume équivalent des composants plus coûteux du noyau et a pour conséquence la production d'un panneau en plâtre plus léger et plus facile à manipuler. 1 S Il a été de pratique courante d'ajouter à la composition à base de plâtre une faible quantité d'amidon, d'un type qui se déplace en grande partie vers la surface de séparation entre le plâtre et le papier, comme l'excès d'eau dans le noyau se déplace vers la surface pendant le séchage du panneau en plâtre durci L'amidon, qui est un composant relativement coûteux du panneau de plâtre, est utilisé pour assurer un collage satisfaisant du papier sur le noyau de plâtre, dans le panneau de plâtre terminé. L'invention envisage le fait nouveau de réduire de façon sensible la quantité de mousse présente dans la pâte de plâtre située au voisinage immédiat du papier, sans pour cela réduire la quantité de mousse dans les autres parties de la pâte de plâtre, de préférence en déposant un agent anti-mousse sur la surface du papier avant de former le panneau de plâtre En augmentant la densité du plâtre situé immédiatement au voisinage de la surface de papier, on produit un panneau de plâtre à faible densité ne contenant que peu ou pas d'amidon et qui, cependant, possède une liaison satisfaisante entre le papier et le plâtre. Un objet de l'invention est de réaliser un pan- neau de plâtre amélioré mais à un coût réduit. Un autre objet de l'invention est un procédé de fabrication d'un panneau de plâtre dans lequel une cou- che fine mais dense de plâtre est formée du côté du papier situé du côté du plâtre. Un troisième objet de l'invention est un procédé pour disperser la mousse dans la pâte aqueuse de plâtre dans une mince zone au voisinage du papier, lors de la fabrication de panneaux de plâtre à faible poids. Ces objets, ainsi que d'autres et les avantages de l'invention, seront mieux compris à la lecture des modes de réalisation préférés décrits ci-après avec réfé- rence aux dessins annexés Sur ces dessins la figure 1 est une vue en bout d'un panneau de plâtre recouvert de papier et conforme à l'invention la figure 2 est une coupe à plus grande échelle par la ligne 2-2 de la figure 1. Sur les dessins, on voit un panneau de plâtre 10 recouvert de papier et composé essentiellement d'un noyau de plâtre durci 12 et de feuilles de couverture en papier 14 Le noyau de plâtre est de relativement faible densité en raison de la présence d'un grand nombre de cellules creuses 16, de préférence de très faibles dimensions, réparties uniformément dans tout le noyau 12 à l'exception d'une mince surface 18 située à la jonction 20 du noyau 12 et du papier 14 La mince surface 18 du noyau 12 a une densité sensiblement plus grande que la partie centrale 22 du noyau 12. Le noyau 12 est relié aux feuilles de papier de couverture 14 par un grand nombre de cristaux de plâtre 24 qui s'étendent vers (ou sont complètement situés dans) des interstices 26 entre des fibres 28 du papier 14 dans des conditions résultant du fait qu'ils ont été produits et se sont développés sur ou à l'intérieur de la surface 30 du papier 14. Bien que le dessin de la figure 2 soit schéma- tique et non à une échelle précise, il montre comment des cristaux de plâtre 24 sont présents avec une plus grande densité dans la partie superficielle mince 18 que dans la partie centrale du noyau 22, et comment les cristaux de plâtre 24 s'étendent sur la partie 30 de la surface du papier, certains se trouvant entièrement à l'intérieur des interstices 26. L'absence du liant habituel à base d'amidon ne peut être représentée sur le dessin, pas plus qu'au moins la quantité relativement faible de liant à base d'amidon présente qui devrait normalement être nécessaire si le noyau avait dans sa totalité la densité plus faible de la partie centrale 22 La plus grande densité de la surface mince 18 produit une augmentation considérable de la quan- tité de cristaux de plâtre 24 et de la densité ou de la proximité de ces nombreux cristaux, ce qui a pour résultat d'augmenter considérablement la capacité du plâtre à réaliser le collage du papier 14 au noyau 12, en réduisant ou en supprimant la nécessité de l'adjonction habituelle d'amidon à la composition du noyau pendant sa fabrication. Le mode préféré de fabrication de panneaux de plâtre 10 peut utiliser tout l'équipement usuel pour la fabrication de panneaux de plâtre et les procédés corres- pondants, en ajoutant l'étape supplémentaire consistant à ajouter un agent anti-mousse comme revêtement de sur- face pour la face interne 32 du papier 14 avant de mettre un plâtre capable de faire prise en contact avec le papier 14. De préférence, l'agent anti-mousse est appliqué sous la forme d'une solution diluée ou d'une dispersion sur la face interne 32 du papier, pendant les étapes fi- nales dans l'installation pour la fabrication de papier. L'agent anti-mousse peut être l'un quelconque de nombreux agents utilisables> et éventuellement tous ces agents. De tels agents sont habituellement à base d'huiles ou de substances analogues à des huiles Ils varient de l'un à l'autre en ce qui concerne leur prix et leur efficacité comme anti-mousse. Un agent anti-mousse préférable est le "Hercules Defoamer 344 ", qui est une solution non ionique de matières organiques dans des hydrocarbures à base de pétrole, ayant un aspect jaune paille, dont la viscosité est moyenne, dont le poids est de 0,733 kg/1, et qui est fabriqué par Hercules Chemical Co. D'autres agents anti-mousse sont: le "Nopco 9201-A", une marque de Diamond Shamrock Corp pour un mélange d'ambre gris, d'huile minérale et d'agents tensio- actifs non ioniques; le "Foamkill S-639 ", une marque de Crucible Chemical Co, pour de la silice hydrophobe dis- persée dans des des hydrocarbures aliphatiques; le "Foamburst 316 ", une marque de Ross Chemical pour une huile de pétrole et un produit chimique tensio-actif; l'huile de mais "Mazola"; et éventuellement de nombreux autres produits tels que ceux qui sont commentés au chapitre 15 de l'ouvrage de Reinhold Publishing Corporation ayant pour titre: "Foams: Theory and Industrial Applica- tions" (Mousses: Théorie et Applications Industrielles), de Bikerman, publié en 1953. Le papier fabriqué avec un revêtement de surface anti-mousse sur sa face interne 32 est alors déplacé ou envoyé à l'installation qui fabrique des panneaux de plâtre, o le papier est utilisé pour la fabrication d'un panneau de plâtre 10 recouvert de papier Le procédé de fabrication est, aux autres égards, analogue aux procédés antérieurs pour la fabrication de panneaux en plâtre. Pour obtenir le maximum d'avantages de l'inven- tion, l'utilisation d'un liant séparé plâtre-papier, tel que l'amidon généralement utilisé, est suprimée ou forte- ment réduite dans la composition de la pâte aqueuse utilisée pour former le noyau d'un panneau de plâtre. On a réalisé en laboratoire plusieurs échantil- lons de panneaux de plâtre suivant l'invention, ayant 929,03 cm, et on les a comparés à des échantillons de type connu pour en contrôler la qualité Les échantillons de laboratoire sont réalisés en formant une enveloppe en papier ouverte seulement à son sommet, dans laquelle est versée une pâte à base de plâtre capable de faire prise, et l'enveloppe pleine résultante est supportée entre les plaques d'une paire espacées l'une de l'autre de 1,3 cm environ, pendant que le plâtre fait prise. Dans l'échantillon de comparaison, on a utilisé du papier classique non enduit, ainsi qu'une pâte standard aqueuse de plâtre, mousseuse et capable de faire prise, avec dans cette pâte une quantité d'amidon équivalant à une valeur nominale de 0,04843 kg d'amidon/m pour un- panneau de plâtre de 1,3 cm environ Une quantité de mousse suffisante est comprise dans la pâte pour produire, sur une base de 92,9 m, environ 1760 panneaux de 1,3 cm environ, une fois fixée et séchée. Pour évaluer l'invention, on a fabriqué plusieurs échantillons de laboratoire, en utilisant pour l'enveloppe en papier un papier de 66,7 x 34,9 cm, dont une moitié de 31,9 x 34,9 cm avait sa surface interne couverte d'anti- mousse mais pas l'autre moitié L'échantillon de labora- toire d'un panneau de plâtre de 30,4 x 30,4 cm réalisé à partir de cette enveloppe permet ainsi une comparaison directe de papiers traités et non traités avec une seule pâte pour le noyau aqueux -Cette pâte ne comprend que la quantité d'amidon présente dans l'accélérateur de durcisse- ment utilisé L'accélérateur de durcissement utilisé dans la composition du noyau est décrit dans le brevet des Etats-Unis n' 3 870 538 Ces échantillons de laboratoire ont une quantité réelle d'amidon équivalant à l'utilisation de 0,968 kg d'amidon/cm, pour un panneau de plâtre de 1,3 cm environ. Les différents papiers sur une moitié desquels un anti-mousse a été appliqué sont revêtus respectivement de "Hercules Defoamer 344 " et de "Foamburst 316 ", chacun dilué dans de l'eau pour former des solutions à 10 % Le "Hercules 344 "' a aussi été testé sous la forme d'une solution à 5 %, et le "Foamburst 316 " sous la forme d'une solution à 20 % Les demifeuilles de 31,9 x 34,9 cm étaient recouvertes de 8 g de solution, ou à raison de 0,74 g de solution/cm, ce qui correspond à un taux de 6,83 g d'anti-mousse/cm 2 de papier pour une solution à %, d/d'anti-mousse/cm 2 de papier pour une solu- tion à 5 %, et de 13,67 g d'anti-mousse/cm de papier pour une solution à 20 %. Après sa confection, chaque panneau de labora- toire, de 30,5 x 30,5 cm, a été coupé en deux dans le sens machine Une moitié de 15,25 x 30,5 cm a été soumise à une humidité relative de 90 % et à une température de 32,20 C pendant deux heures, et l'autre moitié pendant vingt heures Après l'humidification, chaque moitié a été fendue à mi-longueur de chaque côté, transversalement à la direction de la machine, à 10,6 cm d'une extrémité d'un côté et à 10,6 cm de l'autre extrémité de l'autre côté Le noyau a alors été complètement cassé à chaque entaille, et les sections extrêmes du noyau séparées du papier au voisinage de chaque entaille, de façon que le papier se détache proprement du noyau, ou bien commence à se séparer en couches Un pelage propre indique une mau- vaise liaison entre noyau et papier La proportion de la surface sur laquelle a eu lieu un pelage propre est mesurée. Des deux moitiés de l'échantillon témoin, la moitié dans l'essai de 2 heures avait une trace de pelage propre d'un côté et pas de pelage propre de l'autre La moitié dans l'essai de 20 heures n'avait de pelage propre d'aucun côté. Les résultats des essais concernant des échantil- lons de laboratoire ayant un anti-mousse déposé sur le papier d'un côté et non traités de l'autre ont été les suivants Pourcentage de pelaqe propre Anti-mousse Hercules 344 Foamburst 316 Résistance de la solution 5 % 10 % 10 % 120 % Essai de' Côté traité O O O-(Lraces) O 2 heures Côté non traité 100 100 100 100 Essai de Côté traité O o 0-1 O heures Côté non traité 100 100 _j 100 100 Le pourcentage de pelage propre sur le côté traité de tous les échantillons de laboratoire était assez faible pour être approprié à un usage commercial. Après passage du "Foamburst 316 " dans une solu- tion à 10 %, il est apparu que davantage d'anti-mousse améliore la qualité Une solution à 20 % a été essayée et a montré une amélioration Après essai du "Hercules 344 " sous la forme d'une solution à 10 O %, il est apparu que moins d'anti-mousse pourrait être satisfaisant Une solu- tion à 5 % a été testée Les résultats ont montré que même une solution ayant un pourcentage moins élevé est 1 O utilisable suivant l'invention. Il est également envisagé que l'invention puisse être mise en oeuvre en utilisant une formule de noyau ne contenant pas d'additif tel que de l'amidon pour favoriser les propriétés de liaison du papier Cette réduction ou cette suppression d'additifs à base d'amidon permet de grosses économies lors de la fabrication de panneaux en plâtre Non seulement le coût de l'amidon est plus ou moins supprimé, mais en outre, avec peu ou pas d'amidon, le panneau est plus facile à sécher, économise des quanti- tés appréciables de combustible, ou permet une production plus rapide. On pense également que l'invention permet de produire un panneau plus résistant au feu. Il doit être bien entendu que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ou représenté, mais peut présenter de nombreuses variantes dans les limi- tes des revendications annexées. REVENDICATIONS 1 Procédé pour la fabrication de panneaux de plâtre ( 10) recouverts de papier ( 14), caractérisé en ce qu'on transforme une pâte aqueuse de plâtre capable de faire prise et contenant une quantité substantielle de mousse en un panneau ayant sur au moins une surface une feuille de couverture ( 14) en papier, et en ce qu'on place une mince couche d'une pâte aqueuse relativement non moussante faite de plâtre capable de faire prise à la jonction ( 20) de la pâte mousseuse de plâtre et de la feuille de couverture en papier. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractéri- sé en oe que-Ia mince couche non moussante est formée par l'enlèvement de mousse d'une couche superficielle de la pâte aqueuse moussante précitée. 3 Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la mousse est extraite par la présence d'un agent anti-mousse à la jonction précitée de la pâte moussante et du papier. 4 Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'agent antimousse précité est disposé sur la surface du papier précité avant la forma- tion du panneau de plâtre précité. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'agent antimousse est appliqué sur la surface de papier précitée sous la forme d'un mélange d'une minorité d'agent anti-mousse et d'une majorité d'eau. 6 Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'agent antimousse précité est appliqué sur la surface du papier à un taux d'environ 0,484 kg/cm de pdpier. 7 Panneau de plâtre recouvert de papier, caractérisé en ce qu'il possède un noyau en plâtre ( 12) recouvert par au moins une feuille ( 14) de papier qui lui est collée grâce aux propriétés qu'ont les cristaux de plâtre de faire prise, le noyau de plâtre précité renfermant presque toujours une grande quantité de fines cellules de mousse, et une mince couche de plâtre ayant fait prise à la jonction noyau de plâtre-feuille de papier qui a une densité sensiblement plus élevée que le noyau de plâtre précité, de sorte qu'un grand nombre de cris- taux de plâtre ( 24) sont entremêlés dans le papier grâce au fait qu'ils ont été formés en contact avec le papier dans des interstices de celui-ci. 8 Panneau de plâtre recouvert de papier suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la teneur en amidon du noyau de plâtre n'est pas supérieure à environ 0,968 kg/cm 2 pour un panneau en plâtre ayant 1,3 cm environ d'épaisseur. 9 Panneau de plâtre recouvert de papier suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le noyau de plâtre ne comporte pas d'amidon. Panneau de plâtre recouvert de papier suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le pa- pier possède un revêtement en un agent anti-mousse dispo- sé sur la surface de jonction entre le noyau de plâtre et le papier.