Brevet FR2625236A1 — publié le 19890630

Feuille préparée par voie humide, utilisable comme support de revêtement. L'invention concerne une feuille préparée par voie papetière et utilisable comme produit de substitution des produits connus sous le nom de voiles de verre imprégnés. On a déjà proposé des produits de substitution de ces voiles de verre. Le brevet français no 2 410 084 de la demanderesse décrit des produits obtenus en formant une feuille sur une machine à papier à toile plate ou à forme ronde, à partir d'une composition aqueuse, en enlevant l'eau de la feuille ainsi formée sur la toile et en la séchant. La composition aqueuse comprend: des fibres cellulosiques, des fibres minérales, au moins une poudre thermoplastique, au moins un liant, éventuellement des charges. Le floculant est par exemple un agent cationique qui confère des charges positives à la fibre cellulosique. Selon la demande de brevet européen no 79 400 405.1 de la demanderesse, l'agent de floculation est ajouté en deux étapes et permet une rétention améliorée des poudres thermoplastiques et des charges. Le brevet français no 82 12319 de la demanderesse décrit une feuille papetière dont on améliore la stabilité dimensionnelle en réglant la quantité de fibres de verre. Dans cette publication on prévoit d'effectuer un couchage ou une imprégnation de -la feuille papetière ainsi obtenue, par une composition aqueuse contenant notamment un plastifiant des poudres thermoplastiques et un éulsionnant. La couche est ensuite traitée thermiquement pour provoquer la gélification partielle des poudres thermoplastiques. L'utilisateur d'une telle feuille papetière ainsi imprégnée, dépose ensuite les diverses compositions de matière thermoplastique pour obtenir un revêtement, par exemple un revêtement de sol ou revêtement mural. -2De telles feuilles papetières doivent posséder des caractéristiques physiques excellentes. Les feuilles doivent résister au passage dans les fours industriels jusqu'à des températures élevées, notaimont lors de la fabrication de ces revêtements de sols ou muraux. Il faut donc que les feuilles papetières support soient résistantes à chaud. On a cherché, par ailleurs, pour les revêtements de sol à obtenir des feuilles support de revêtement qui aient une bonne résistance à la traction-délamination (R.T.D.). En effet, si ce paramètre n'est pas correct, la feuille peut se délaminer dans son épaisseur lors de cette utilisation. Enfin, pour cette même utilisation de revêtement de sol, il est nécessaire d'obtenir des produits particulièrement stables dimensionnellement. Pour des raisons économiques, on a cherché à obtenir des feuilles aussi épaisses que possible. L'invention vise à résoudre ces problèmes. Le but de l'invention est donc d'obtenir une feuille par voie papetière, utilisable conmme support de revêtement pour fabriquer des revêtements de sols ou muraux et qui ait les propriétés physiques suivantes: - - une R.T.D. satisfaisante, de préférence supérieure à 300 g, plus préférentiellement 500 g et au-delà, - une épaisseur suffisante, de préférence supérieure à 350 microns, plus préférentiellement 400 microns et voire 500 microns. - une stabilité dimensionnelle à l'humidité élevée. Enfin, pour des raisons d'impératifs de fabrication, on recherche simultanément une résistance à chaud de la feuille car elle est destinée à être revêtue d'une matière plastique et ensuite soumise à la chaleur. 3 3En ce qui concerne la stabilité dimensionnelle à l'humidité, le niveau nécessaire à l'obtention d'un produit stable après pose, c'est- à-dire sans roulage et sans gondolage, dépend de l'épaisseur et/ou du gramage de la feuille. Ainsi, pour un produit épais, dans des épaisseurs de 400 microns ou plus, un allongement de 0,20 % dans le sens travers semble être une limite à ne pas dépasser. Or, l'homne du métier sait que ces impératifs sont souvent incompatibles entre eux. Ainsi, l'homme du métier prévoit que si l'épaisseur de la feuille augmente, sa résistance à.la traction- délamination diminue. On comprend aisément qu'un carton épais se délamine plus facilement qu'un carton mince. On appelle, en effet, carton, toute feuille papetière qui a un grammage important, à savoir plus de 200 g/m2. Or, de manière surprenante et de façon tout à fait imprévisible,la demanderesse a constaté que la granulométrie de la poudre thermoplastique a une influence sur la R.T.D. et qu'en utilisant des poudres à forte granulométrie par rapport aux poudres utilisées habituellement en papeterie.on conserve la R.T.D. tout en augmentant l'épaisseur de la feuille. L'invention concerne donc une nouvelle feuille préparée par voie papetière, comprenant des fibres cellulosiques, des fibres minérales, au moins un floculant, au moins une poudre thermoplastique, au moins un liant, éventuellement des charges et des additifs. Selon l'invention, on utilise des poudres thermoplastiques dont la granulométrie est comprise entre 10 et 65 microns. De préférence, on peut utiliser des poudres de P.V.C. obtenues par polymérisation en suspension dont la granulométrie est comprise entre 20 et 65 microns. Plus préférentiellement, on peut utiliser des poudres de P.V.C. obtenues par polymérisation en suspension dont la granulométrie moyenne est comprise entre 25 et 40 microns. - 4 - 2625236 Selon un autre aspect de l'invention, les floculants nécessaires à la rétention de la matière thermoplastique sur la toile de la machine à papier sont particuliers car la demanderesse a constaté, à sa grande surprise, que des floculants polymères contenant des groupes époxydes améliore la traction à chaud. De préférence, on utilise comme floculant un polyamino-amide époxyde cationique. Enfin, la propriété de traction à chaud et la rigidité sont améliorées lorsqu'on utilise comme sauce de couchage ou d'imprégnation une composition aqueuse de plastifiant en mélange avec un émulsifiant et avec un amidon modifié ou non. La description suivante permettra de comprendre, à l'aide des exemples, comment l'invention peut être mise en pratique. a) On fabrique en première étape une feuille papetière à partir d'une composition aqueuse comprenant le mélange de base suivant: ( les quantités sont données en poids de produits secs). Cellulose fibres longues raffinées à 25 degrés Schopper 19,8 g - Fibres de verre HW 618.vendues par OWENS CORNING. 11 microns de diamètre, 4,5 mm de long. 9,2 g - Floculant cationique KYMENE 260 vendu par HERCULES polyamino-amide époxyde 0,38 g - Soude en pastilles 0,095 g - Résine thermplastique en poudre 61,2 g Polychlorure de vinyle obtenu par polymérisation en suspension, granulométrie moyenne 28 microns vendu par ATOCHEM ( P 105/01) - Charge 6,8 g Carbonate de calcium M 047 vendu par BLANCS MINERAUX DE PARIS - 5 - - Latex (liant) 10 g VINAMUL R 34297 vendu par VINAMUL NATIONAL terpolymère Ethylène/Acétate de vinyle/Chlorure de vinyle On introduit, par ailleurs, en caisse de tête, en continu: - Floculant cationique 0,2 à 0,5 % SEPARAN XD 8494 Polyacrylamide cationique. On obtient, après passage sur la toile d'une machine à papier FOUDRINIER, enlèvement de l'eau et séchage de manière traditionnelle, une feuille papetière. Cette feuille a un grammage de 220 g/m2, et plus. b) On effectue ensuite une imprégnation à l'aide d'une "size- press". L'imprégnation est faite sur une face de la feuille papetière pour l'application de revêtement de sols. L'imprégnation est faite, de préférence, sur la face destinée à recevoir les couches de revêtement visibles après la pose. La composition d'imprégnation est déposée soit industriellement (essai E 2137), soit au Laboratoire (essais E 14.12.87 et E 15.12.87). On obtient les résultats suivants: - 6 - TABLEAU I E 2137 E 14.12.87 E 15.12.87 Composition de revêtement ou "sauce de couchage" Compos. de revêtement ou "sauce de couchage" - Plastifiant D.O.P. ou phtalate de di- - Plastifiant D.O.P. ( 2 - éthylhexyle) 100 g 55 g - Stabilisant du P.V.C. 6 g - Stabilisant 3, 6g STAVINOR BZ 870 vendu par M & T CHIMIE STAVINOR BZ 870 à base de sels de Barium/Zinc - Emulsifiant EMULGATOR WS 0,55g Amidon 8 g ANISOL 5591 amidon de maïs oxydé vendu par Sté des produits maïs Dépose: 110 / 120 g /m2 Dépose:55 / 60 g/m2 Caractéristiques E 2137 E 14.12.87 E 15.12.87 physiques industriel laboratoire laboratoire grammage g/m2 333 342 284 épaisseur(microns) 444 471 454 main (e/g) 1,33 1,37 1,59 traction(*) 2 min 0,87 0,82 1,52 à 200 C da.N R.T.D. deux faces 630 635 620 g/cm Papier étuvé 2 mn à 200 C: Rigidité Taber sens marche 21 23 25 sens travers 10 7 15 Stabilité PRUFBAU - 15 % 0,05 0,07 0,0.7 98 - 15 % 0,11 0,15 0,16 (*) résistance à la rupture à la taction sens machine. b Mesure des écarts d'allongement dans l'eau en % d'une éprouvette de papier découpée dans le sens travers, entre 65 et 15 % d'humidité relative et 98 et 15 % d'humidité relative. -7 - On peut, en variante, utiliser commnne poudre thermoplastique un copolymère chlorure de vinyle/acétate de vinyle. On peut utiliser aussi comme plastifiants le phtalate de dibutyle, le phtalate de benzyle butyle, le phtalate de dihexyle, le phtalate de diisononyle, le tricrésylphosphate et tout autre plastifiant utilisé dans l'industrie des revêtements. La résistance à la traction à chaud est mesurée de la manière suivante: on utilise un appareil Adamel-Lhomargy DY 22, avec une cellule de charge de 10 daN, un enregistreur et une enceinte chauffante Adamel Lhomargy CE 02. On place les deux machoires à l'intérieur de la boîte chauffante, on élève la température à la valeur choisie (200 C), on introduit rapidement (5 secondes) l'éprouvette de papier (140 mm x 15 mm) entre les deux machoires séparées de 100 am, on laisse l'échantillon pendant 2 minutes à la température, avant d'effectuer la rupture selon la norme standard ISO 1924/1976. Enfin, on fait la moyenne de cinq mesures. La résistance à la traction-délamination est mesurée de la manière suivante: 1) Principe: 1.1. On effectue un revêtement sur les deux faces du papier avec un P.V.C. sous forme plastisol dont la composition est choisie pour représenter le type de plastisol le plus cour a nt utilisé en Europe. Elle comprend: - P.V.C. obtenu par polymérisation en émulsion.. 100 - Dioctylphtalate 43 pour cent de résine ( pcr) - Butylbenzylphtalate 22 " " " - Carbonate 30 " " " " - Stabilisant et agent d'expansion. ( 2 à 5 pcr..DTD: 1.2. On fait la gélification puis l'expansion. 1.3. On évalue la force de délamination à l'aide d'un appareil conventionnel. - 8 - 2) Méthode: 2.1. Revêtement et gélification: - Papier coupé aux dimensions 16 cm x 20 cm (ou plus). - Revêtement de P.V.C. 450 g/m2 avec une lame. - Gélification du P.V.C. 2 min. à 160 C. 2.2. Expansion: - On maintient l'échantillon revêtu de P.V.C. sur les deux côtés dans une étuve ventilée. - On ajuste le temps de traitement à 200 C pour obtenir une formation de mousse régulière, environ 2 min. - On refroidit 5 min. - On coupe deux bandes de 50 cm de largeur et 20 à 25 cm de long. 2.3. Délamination: - On induit la démanination intérieure au papier, manuellement, aux deux extrémités de l'échantillon. - On place l'échantillon entre les deux machoires d'un appareil de traction. - On maintient horizontal l'échantillon quand on fait agir l'appareil. Vitesse: 10 cm / min. - On enregistre la courbe de force de traction. La valeur moyenne de cette courbe donne la résistance à la traction- délamination (R.T.D.). -9- REVENDICATIONS 1) Nouvelle feuille préparée par voie papetière, caractérisée par le fait qu'elle comprend: - des fibres cellulosiques, - des fibres minérales, - au moins un floculant, - au moins une poudre thermoplastique, - au moins un liant, - éventuellement des charges, - éventuellement des additifs, La poudre thermoplastique ayant une granulométrie moyenne comprise entre 10 et 65 microns et en ce qu'elle est éventuellement revêtue sur au moins une face d'une couche d'imprégnation comprenant au moins un plastifiant de la poudre thermoplastique. 2) Feuille selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la poudre thermoplastique a une granulométrie moyenne comprise entre 25 et 40 microns. 3) Feuille selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les fibres minérales sont des fibres de verre. 4) Feuille selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la poudre thermoplastique est choisie parmi un polychlorure de vinyle, un copolymère de chlorure de vinyle/acétate de vinyle. - 10 - ) Feuille selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le floculant est un polymère comprenant des groupes époxydes. 6) Feuille selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le floculant est un polyamino-amide époxyde cationique. 7) Feuille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la couche d'imprégnation comprend: - au moins un plastifiant de la poudre thermoplastique, - au moins un émulsifiant de la poudre thermoplastique, - au moins un agent liant. 8) Feuille selon la revendication 7, caractérisée par le fait que l'agent liant est choisi parmi l'amidon, l'amidon modifié, l'amidon oxydé. 9) Feuille selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée par le fait que le plastifiant est choisi parmi le phtalate de di (2 éthylhexyle), de dibutyle, de benzyle butyle, de dihexyle, de diisononyle, de tricrésylphosphate. ) Feuille selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait qu'elle est formée par voie papetière à l'aide d'une composition aqueuse comprenant en poids de produits secs: - 19,8 g de cellulose. - 9,2 g de fibres de verre. - 0,38 g de floculant polyamino-amide époxyde. - 61,2 g de P.V.C. de granulométrie 28 microns. - 11 - - 6,8 g de carbonate de calcium. - 10 g de terpolymère éthylène/acétate de vinyle/chlorure de vinyle et qu'elle est revêtue d'une couche d'imprégnation comprenant en poids de produits secs: - 55 g de phtalate de di (2 - éthylhexyle). - 3,6 g de stabilisant du P.V.C. - 8 g d'amidon oxydé.