Brevet FR2853333A1 — publié le 20041008

L'invention concerne un support ignifuge ayant un niveau de résistance élevé à la flamme, notamment un support ignifuge possédant une bonne imprimabilité. L'utilisation de supports dans des lieux soumis à des critères de sécurité contre l'incendie ou pour lesquels il est préférable qu'ils répondent à de tels critères a conduit à développer des supports ignifugés ayant des degrés élevés de résistance au feu. En France est paru un arrêté du 30 juin 1983 modifié par l'arrêté du 28 août 1991 du Ministère de l'Intérieur et de la Décentralisation français, pris en application du Code de la construction et de l'habitation, relatif à la sécurité contre l'incendie et qui précise notamment comment étudier le comportement au feu et classer les 10 matériaux et éléments de construction. Dans le cadre de l'invention, on s'intéresse à un support ignifuge d'un niveau de résistance au feu élevé c'est-à-dire ayant une réaction au feu permettant de le classer dans la catégorie MI, selon le classement établi par l'arrêté français mentionné ci-dessus. Il est important notamment que soient résistants au feu les supports utilisés dans les bâtiments de construction, en particulier pour la fabrication de dalles de plafond, de revêtements muraux, de planchers. Cette protection est également nécessaire pour les supports utilisés dans les magasins, en particulier les panneaux publicitaires. Cette réglementation s'est aussi étendue à un ensemble plus vaste comprenant tout objet de la vie courante pour lequel tout risque de combustion doit être évité. A ce titre, de nombreux objets en composite moulé, utilisé notamment dans l'aéronautique, l'automobile, le nautisme, les articles de sport, les piscines, l'ameublement, nécessitent une protection contre le feu. Une solution à ce problème a été d'utiliser des supports incluant des fibres minérales de verre. Les fibres de verre possèdent en effet la capacité de résister particulièrement bien à la combustion. De plus, les fibres de verre présentent l'avantage d'être non biodégradables, ce 30 qui présentent un avantage supplémentaire par rapport à des supports de type cellulosiques. Le terme générique " fibre de verre " désigne toute une gamme de produits aux caractéristiques fort diverses, aux nombres desquels figurent notamment la technique de fibrage utilisée et le diamètre moyen des fibres produites. Les fibres dites " textiles ", obtenue par un étirage mécanique continu de filaments de verre produits par une filière, ont un diamètre moyen généralement compris entre 5 et 15 ptm pour ne tenir compte que des filaments unitaires. Les fibres dites " d'isolation ", obtenues par des procédés centrifuges utilisant pour l'étirage des courants gazeux, ont, quant à elles, un diamètre moyen allant de 5 à 6 Iim. Or, on constate que les supports obtenus à partir des fibres de verre présentent un aspect et une imprimabilité insuffisante aux besoins et aux désirs des utilisateurs finaux. Il est, de ce fait, nécessaire de prévoir des traitements de finition additionnels, tels que l'application d'une couche pigmentée conférant au support un meilleur état de 15 surface. Pour résoudre le problème soulevé par cet art antérieur, la Demanderesse a donc eu l'idée de remplacer, dans la composition fibreuse du support, les fibres de verre classiques par des microfibres de verre. Le terme " microfibres " est utilisé ici pour désigner des fibres de verre dont le 20 diamètre moyen est inférieur à 3 pm, indépendamment du procédé d'obtention et de la nature des fibres de verre utilisées.. Il existe, dans l'art antérieur, des supports ignifugés possédant de bonnes aptitudes à l'impression, qui ont été notamment décrits dans la demande de brevet EP 822 290 déposée au nom de la société ARJO WIGGINS. Ces supports ne mettent toutefois pas en oeuvre une composition fibreuse simple, basée sur l'utilisation de microfibres de verre tel qu'envisagée dans la présente invention. Un des objets de l'invention est donc de proposer un support ignifuge ayant une imprimabilité et une résistance au feu élevées, notamment conforme au classement 30 MI, comprenant des microfibres de verre. De manière préférentielle, lesdites microfibres de verre ont un diamètre inférieur à 3 im, et, de préférence, inférieur à 1 ptm. De manière particulière, la proportion en poids sec de microfibres de verre dans la composition totale du support est supérieure à 30 %, et, de préférence, supérieure à 60 %. De manière particulière, dans les conditions du test d'imprimabilité effectué en laboratoire pour l'impression héliographique, ledit support imprimé présente moins de 10 % de points manquants. De manière particulière, dans les conditions du test d'imprimabilité effectué 10 en laboratoire pour l'impression par transfert à chaud, ledit support imprimé présente moins de 10 % de points manquants. De manière particulière, dans les conditions du test d'imprimabilité effectué en laboratoire pour l'impression parjet d'encre, ledit support imprimé possède des valeurs de bavure noir/papier et d'expansion noir/papier inférieures d'au moins 20 % à 15 celles d'un support formé à partir de fibres de verre de grammage équivalent, et, de préférence, voisine de celle d'un papier impression/écriture de grammage équivalent, formé uniquement de fibres cellulosiques. De manière particulière, dans les conditions du test d'imprimabilité effectué en laboratoire pour l'impression par sérigraphie, ledit support imprimé possède moins 20 de 10 % de points manquants. De manière préférée, ledit support est non biodégradable. Un autre objet de l'invention est de protéger l'utilisation dudit support ignifuge pour la fabrication de dalles de plafond, de panneaux publicitaires, de toiles de verre tendues ou d'objets en composite moulé. Un autre objet de l'invention est également de protéger un composite décoré comportant ledit support ignifuge décrit plus haut, ledit support ayant été préalablement imprimé et imprégné d'une résine. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non 30 limitatifs. Exemple 1 comparatif: On utilise un support papier impression/écriture blanc, formé uniquement de fibres cellulosiques, de grammage 80 g/m2 et commercialisé par la société ARJO WIGGINS DESSINS ET PAPIERS FINS sous la marque ARJO WIGGINS IMPRESSIONS OPALE . Exemple 2 comparatif: On utilise un support voile de verre de grammage 50 g/m2, formé uniquement de fibres de verre possédant un diamètre moyen de 10 gm et obtenu en milieu aqueux en utilisant une machine à papier à forme à ronde. Exemple 3 selon l'invention: On utilise un support à base de microfibres de verre de grammage 100 g/m2, formé du mélange de fibres suivant: - 10 % de fibres de verre coupés mécaniquement de diamètre moyen de 6 tm et de longueur 12 mm, - 14 % de fibres de polyester, - 14 % de microfibres de verre de diamètre moyen de 0,8 gm, - 53 % de microfibres de verre de diamètre moyen de 2,5 tm, - 9 % d'un liant synthétique de polyuréthane ignifugé, et obtenu en milieu aqueux en utilisant une machine à papier à forme ronde. 25 Tests effectués: On effectue une série de test permettant de mesurer le pouvoir d'impression de chacun des supports. 30 a) Test d'impression héliographique: Ce test consiste à imprimer l'échantillon du support à tester au moyen d'une presse rotative hélio de laboratoire, de type appareil IGT, équipée d'une molette spéciale gravée à la façon d'un cylindre hélio, jouant le rôle de forme imprimante. La forme imprimante utilisée est celle de l'Héliotest A, développé et fabriqué par le Centre Technique de l'Industrie des Papiers, Cartons et Celluloses de Grenoble. Cette forme imprimante comporte, à ce titre, une surface tramée à ton égal et quatre lignes de points. La pression appliquée sur le support au moment de l'impression était respectivement de 350 N pour le papier de type cellulosique et de 750 N pour les supports à base de 10 fibres ou de microfibres de verre. Le test a consisté à compter le nombre de points manquants sur l'ensemble des quatre lignes et à mesurer la densité optique de la surface tramée sur les supports ainsi imprimés. b) Test d'impression par transfert: Ce test consiste à imprimer l'échantillon de support à tester au moyen d'une presse d'impression par transfert à chaud, de type UL Listed Heat Transfer machine modèle 545R, un papier transfert reproduisant le motif d'impression de l'héliotest A, vu précédemment, étant superposé avec l'échantillon de support à tester au moment du 20 pressage. Lors du transfert, la température appliquée était de 230'C et la durée de mise en pression était de 25 sec. Comme pour le test précédent, ce test a consisté à compter le nombre de points manquants sur l'ensemble des quatre lignes et à mesurer la densité optique de la 25 surface tramée sur les supports ainsi imprimés. c) Test d'impression par jet d'encre: Ce test consiste à imprimer l'échantillon de support à tester au moyen d'une imprimante à jet d'encre, de type EPSON Stylus Color 800, en utilisant successivement une cartouche d'encre noire, de type Stylus 800 Noir référencée S020108, et une cartouche d'encre de couleur, de type Stylus 800 Couleur référencée S020089. Le motif à imprimer se compose d'une série de 10 lignes faisant chacune 6 mm de long sur 0,6 mm de largeur. La première mesure consiste à évaluer le périmètre moyen des lignes imprimées et à le comparer au périmètre théorique du motif initial, à savoir 13,2 mm. Cette première mesure a été dénommée " bavure encre/papier " et équivaut au rapport entre le périmètre moyen mesuré des lignes et le périmètre théorique du motif initial. La seconde mesure consiste à évaluer l'aire moyenne des lignes imprimées et à la 10 comparer à l'aire théorique du motif initial, à savoir 3,6 mm2. Cette seconde mesure a été dénommée " expansion encre/papier " et équivaut au rapport entre l'aire moyenne mesurée des lignes et l'aire théorique du motif initial. d) Test d'impression par sérigraphie: Ce test consiste à imprimer un échantillon du support à tester au moyen d'une presse de sérigraphie en utilisant une encre noire pigmentaire vendue sous la référence PERMIUTEX PP 9311 par la société STAHL. Le motif à imprimer correspond au motif de l'Héliotest A, vu précédemment. Comme pour les tests d'impression héliographique et par transfert, ce test a consisté à 20 compter le nombre de points manquants sur l'ensemble des quatre lignes et à mesurer la densité optique de la surface tramée sur les supports ainsi imprimés. e) Test de résistance à la flamme: On vérifie que les supports à base de fibres ou de microfibres de verre ne s'enflamment pas lorsqu'ils sont soumis à une allumette enflammée, contrairement au support à base de fibres cellulosiques. f) Test d'imprégnation de résine: On vérifie que les supports à base de fibres ou de microfibres de verre s'imprègnent 30 correctement d'une résine polyester. En ajoutant un catalyseur à la résine enduite, il est ainsi possible de former des plaques composites polymérisées à froid. Résultats des tests Les résultats des différents tests sont présentés dans le tableau 1. On remarque donc que le voile de microfibres de verre possède une très bonne imprimabilité, équivalente à celle d'un papier de type cellulosique, et, ce, quelque soit le procédé d'impression utilisé. En revanche, le voile de verre classique se caractérise par de nombreux points manquants, en impression héliographique et par transfert notamment, et par un manque de finesse des points imprimés, en impression par jet d'encre notamment. TEST EX 1 EX 2 EX 3 Densité Optique 0,32 0,27 0,23 HELIO % points 15% 95% 1% manquants Densité Optique 0,66 0,74 0,90 TRANSFERT % points p1% 60% 5% manquants Bavure 1,08 1,37 1,08 Noir/Support Expansion Expansion 1,13 1,3 1,03 Noir/Support JET D'ENCRE Bavure 1,08 1,94 1,19 Couleur/Support Expansion Expansion 1,13 1,59 1,07 Couleur/Support Densité Optique 1,3 0,7 1,1 SERIGRAPHIE % points 3% 40% 5% manquants TABLEAU 1 REVENDICATIONS 1) Support ignifuge ayant une imprimabilité et une résistance au feu élevées, notamment conforme au classement MI, comprenant des microfibres de verre. 2) Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites microfibres de verre ont un diamètre inférieur à 3 Jlm, et, de préférence, inférieur à 1 1tm. 3) Support selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la proportion en poids sec de microfibres de verre dans la composition totale du support est supérieure à 30 %, et, de préférence, supérieure à 60 %. 4) Support selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans les conditions du test d'imprimabilité effectué en laboratoire pour l'impression héliographique, ledit support imprimé présente moins de 10 % de points manquants. 20 5) Support selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans les conditions du test d'imprimabilité effectué en laboratoire pour l'impression par transfert à chaud, ledit support imprimé présente moins de 10 % de points manquants. 25 6) Support selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans les conditions du test d'imprimabilité effectué en laboratoire pour l'impression parjet d'encre, ledit support imprimé possède des valeurs de bavure noir/papier et d'expansion 30 noir/papier inférieures d'au moins 20 % à celles d'un support formé à partir de fibres de verre de grammage équivalent, et, de préférence, voisine de celle d'un papier impression/écriture de grammage équivalent, formé uniquement de fibres cellulosiques. 7) Support selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans les conditions du test d'imprimabilité effectué en laboratoire pour l'impression par sérigraphie, ledit support imprimé possède moins de 10 % de points manquants. 8) Support selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est non biodégradable. 9) Utilisation du support ignifuge selon l'une des revendications précédentes pour la fabrication de dalles de plafond, de panneaux publicitaires, de toiles de verre tendues ou d'objets en composite 15 moulé. 10) Composite décoré, caractérisé en ce qu'il comporte un support selon l'une des revendications 1 à 8, ledit support ayant été préalablement imprimé et imprégné d'une résine.