Brevet FR2735503A1 — publié le 19961220

PROCEDE DE FABRICATION D'UN PAPIER THERMOSTABLE La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un papier thermostable comprenant un liant thermostable. Elle concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d'un papier thermostable densifié par calandrage. La fabrication de papier classique est réalisée par formation d'une nappe contenant une matière fibreuse formant une couche imprégnée par une quantité élevée d'eau. Cette nappe est disposée sur un feutre transporteur formé généralement par une surface textile. La nappe chauffée est séchée par passage sur des rouleaux chauds coopérant avec des feutres pour assurer un pressage de la nappe et son entraînement. II a été proposé par la demande de brevet européen n" O 550 355 des papiers synthétiques à base de fibres, pulpes et liants thermostables, et un procédé pour la fabrication de ces papiers. Le procédé consiste à introduire dans de l'eau et à l'état divisé, des fibres minérales ou synthétiques, une pulpe à base d'un polymère synthétique et un liant chimique constitué par une résine synthétique comme, par exemple, une résine polyester aromatique, polyétherimide, polyimide ou polyépoxyde. Une suspension aqueuse de ces composés obtenue par forte agitation est disposée sur un support pour former une feuille papetière, ou nappe. Cette feuille papetière est séchée par élimination de l'eau par gravité, essorage et évaporation. La feuille est ensuite densifiée par application d'une pression et d'un traitement thermique pour mettre en fusion ou faire réticuler le liant chimique pour assurer la cohésion des fibres. La densification du papier peut être obtenue par calandrage à chaud. Toutefois, le calandrage de ces papiers synthétiques pose des problèmes notamment liés à l'accrochage du liant chimique sur la surface des rouleaux. Ce phénomène est plus particulièrement observé avec la résine réticulable à chaud formant le liant chimique du papier. Un des buts de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de fabrication de papier à liant chimique fusible ou thermoréticulable densifié par calandrage. A cet effet, I'invention propose un procédé de fabrication d'un papier comprenant des fibres et/ou pulpes en matériaux thermorésistants et un liant chimique constitué par au moins une résine synthétique thermorésistante fusible ou thermoréticulable. Ce procédé consiste à: fabriquer une nappe par mise en dispersion dans l'eau des fibres et/ou pulpes et de la résine ou des précurseurs de résine formant le liant chimique, puis étalement de la dispersion sur un support et élimination de l'eau, densifier la nappe séchée par chauffage à une température supérieure à la température de ramollissement de la résine formant le liant chimique ou à la température de réticulation de celle-ci, sous une pression élevée pour répartir la résine dans la nappe constituée par les fibres et la pulpe. Selon l'invention, la densification est réalisée par calandrage avec au moins une paire de rouleaux de calandrage dont le ou les rouleaux en contact avec ladite nappe comprennent un revêtement de surface résistant à une température au moins égale à 250"C et à une pression supérieure à 1500 N/cm, et des propriétés d'antiadhérence vis à vis de la résine formant le liant chimique. Selon une caractéristique préférée de l'invention, le revêtement de surface est formé par une couche métallique déposée sur la surface externe du rouleau, des particules d'un polymère appartenant à la famille des polyfluoroalkylènes ou des graphites fluorés tel que le polyfluoroéthylène, étant contenues dans ladite couche métallique, de préférence au moins dans la surface externe de ladite couche métallique de protection. Comme métal convenable pour former le revêtement de surface du rouleau de calandrage on peut citer, par exemple, le nickel, le chrome, leurs alliages ou mélanges. Comme polyfluoroalkylène, le polytétrafluoroéthylène connu sous la marque commerciale TEFLoN" " est le polymère préféré pour former les particules contenues dans la couche métallique de protection. Comme revêtement particulièrement convenable pour le procédé de l'invention, on peut citer le revêtement obtenu par le procédé de traitement de surface commercialisé sous la marque commerciale NIFLOR, ou par le procédé proposé par la société OMI. Ce procédé de traitement de surface est notamment décrit dans les brevets français n" 2176912 et 2326480. Ce procédé consiste, brièvement, à déposer une couche de nickel / phosphore sur la surface du rouleau à protéger selon la technique de nickelage chimique. Ce procédé de nickelage chimique est réalisé par immersion de la surface à protéger dans un bain chimique contenant des agents réducteurs provoquant la réduction du nickel et son dépôt sur la surface à protéger simultanément à une faible quantité de phosphore. Les particules de polytétrafluoroéthylène (avantageusement de taille inférieure à 1 pm) sont ajoutées dans le bain chimique de nickelage. Ces particules se déposent avec le nickel sur la surface à protéger. D'autres procédés de fabrication de ces revêtements antiadhérents peuvent être utilisés pour la fabrication des rouleaux de calandrage. Ainsi, il est possible d'utiliser un revêtement constitué par un métal tel que du chrome ou du nickel dans lequel sont incorporées des particules de polytétrafluoroéthylène, selon le procédé TEFLOK) proposé par la société TEFLOK. Un autre procédé de fabrication d'un revêtement à base de nickel et de particules de graphite fluoré est décrit dans la demande de brevet japonais 06173029-A de la société TORAY. Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, le calandrage est réalisé par plusieurs paires de rouleaux disposées les unes après les autres pour former une ligne de calandrage. Avantageusement, les premières paires de rouleaux comprennent une surface extérieure revêtue conformément à l'invention, les dernières paires de rouleaux de la ligne de calandrage peuvent être des rouleaux normaux à surface exteme non revêtue. Par ailleurs, la pression exercée par les rouleaux peut varier sur la longueur de la ligne de calandrage. Il en est de même de la température. Ainsi, le procédé de fabrication de l'invention permet de réaliser une densification de la nappe de fibres et pulpes en assurant une diffusion du liant chimique à travers toute la structure fibreuse pour obtenir un papier continu ne présentant pas de porosité. Cette densification obtenue par un procédé dynamique de calandrage est contrôlée par la détermination de la constante diélectrique du papier obtenu. Ainsi, le procédé de l'invention permet la fabrication d'un papier thermorésistant présentant un excellent coefficient d'isolation électrique selon une technique papetière classique, c'est-à-dire très économique. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement au vu des exemples donnés ci-dessous uniquement à titre d'illustration. Une nappe a été fabriquée selon la technique décrite dans le brevet EP 0 550 355 par dispersion dans de l'eau d'une quantité de fibres polyamide imide de longueur 4 mm et titre 2,2 dtex commercialisées par la Demanderesse sous la marque commerciale KERMEL, une quantité de pulpe à base de polyamide aromatique commercialisée sous la dénomination commerciale TWARON 1027 et constituée par une bourre dont la longueur des fibres est comprise entre 0,1 et 1 mm environ, et enfin par une quantité déterminée de liant chimique constitué par le mélange 50 I 50 en poids d'une résine bismaléimide commercialisée sous le nom commercial KERIMID6 613 et d'une résine époxy commercialisée sous le nom commercial ARALDITE %) 6099, sous forme de poudre de granulométrie 15 pm. La composition pondérale du mélange, ou de la nappe obtenue après séchage est: Fibres KERMEL) 55 % Pulpe TWARON 27 % Liant chimique (KERIMID I ARALDITE : 18 %. La nappe séchée a une épaisseur de l'ordre de 380 pm avec un grammage de environ 96 g/m2. Cette nappe est alimentée dans une ligne de calandrage qui comprend trois ensembles de rouleaux chauffants dont les deux premiers ont un revêtement externe constitué selon le procédé OMl, c'est-à-dire un revêtement de Nickel comprenant des particules de TéFLON). Le troisième ensemble de rouleaux a une surface externe en acier. La nappe passe entre les rouleaux revêtus qui exercent une pression de l'ordre de 300 kg/cm, et chauffent la nappe à une température de 280"C, puis la nappe est introduite entre les rouleaux à surface acier qui exercent une pression de 300 kg/cm, avec une température de la nappe supérieure à 150"C. Le papier obtenu a une épaisseur de 89 um et un grammage de environ 97,6 g/m2. Sa densité est de 1099 kg/m3. La constante diélectrique du papier déterminée par la méthode définie par la norme internationale CEI/IEC 243-2: 1990 intitulée "Méthodes d'essai pour la détermination de la rigidité diélectrique des matériaux isolants solides", est de 66 KV/mm. Sa perméabilité est non mesurable. A titre de comparaison, un essai a été réalisé avec alimentation de la nappe entre les rouleaux à surface acier. Cet essai a été arrêté car la résine adhère à la surface du rouleau. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'un papier comprenant comme liant au moins une résine thermostable et comme matière de remplissage des fibres et/ou pulpe en matériau thermorésistant consistant à: fabriquer une feuille papetière par mélange des fibres et/ou pulpes avec la résine thermodurcissable sous forme de poudre, à densifier cette feuille par chauffage à une température supérieure à la température de ramollissement de la résine thermodurcissable, sous une pression élevée pour répartir la résine et éventuellement provoquer sa réticulation. caractérisé en ce que la densification est réalisée par calandrage avec au moins une paire de rouleaux de calandrage comprenant un revêtement résistant à une température au moins égale à 250"C et une pression supérieure à 1500 N/cm et antiadhérent vis à vis de la résine formant le liant. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement est constitué par une couche métallique comprenant au moins sur sa partie externe des particules choisies dans le groupe comprenant le polyfluoroalkylène, le graphite fluoré ou leurs mélanges. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le métal formant la couche métallique est choisi dans le groupe comprenant le nickel, le chrome ou leurs mélanges ou alliages. 4.- Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le polyfluoroalkylène est du polytétrafluoroéthylène. 5.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calandrage est réalisé avec plusieurs ensembles de rouleaux revêtus 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le papier, après avoir été calandré par des ensembles de rouleaux revêtus, est soumis à un calandrage final avec au moins une paire de rouleaux non revêtus.