Brevet FR3008431A1 — publié le 20150116

TOILE A PEINDRE A BASE DE FIBRES VEGETALES L'invention se rapporte à une toile à peindre à base de fibres végétales destinée à être appliquée en tant que revêtement mural de bâtiments, en particulier à usage d'habitation. Les revêtements muraux à peindre se répartissent en deux catégories : - les non tissés (ou « intissés ») à base de cellulose, éventuellement associée à un polymère, notamment un polyester, qui comportent généralement des motifs structuraux obtenus par gaufrage, et - les tissus (ou « toiles à peindre ») de fibres naturelles ou artificielles, notamment en verre. Les non tissés sont aisés à appliquer et sont peu coûteux. Leur fonction est essentiellement décorative : la diversité des motifs structuraux que l'on peut obtenir est très grande et en général les non tissés ne requièrent aucun traitement après la pose tel que l'application d'une peinture. Cependant, ils ne résistent pas bien à l'abrasion et ils participent très peu au renforcement du support sur lequel ils sont appliqués. Les tissus de fibres naturelles d'origine végétale ou animale sont généralement contrecollés sur un support en papier qui est ensuite collé sur le mur, ou accrochés sur des baguettes fixées en périphérie des murs. Les tissus de verre sont particulièrement avantageux. Ils possèdent d'excellentes propriétés mécaniques, notamment une résistance à l'abrasion élevée et une résistance à la traction importante qui leur permettent d'assurer la fonction de matériau de renforcement du support sur lequel ils sont appliqués. Les tissus de verre sont également imputrescibles et incombustibles. Néanmoins, la plupart des tissus de verre ont l'inconvénient d'irriter la peau des personnes qui ont à les manipuler pendant la fabrication ou lors de la pose au mur. La présente invention a pour but de proposer une toile à peindre qui présente des propriétés mécaniques supérieures à celles des revêtements non tissés, notamment une résistance à la traction et une résistance à l'eau améliorées s'approchant de celles des toiles à peindre en verre, et qui n'engendre pas d'irritations cutanées. Pour atteindre ce but, la présente invention propose une toile à peindre constituée d'un tissu comprenant des fibres végétales, ledit tissu étant revêtu d'un apprêt. Par « apprêt », on entend le produit résultant du séchage d'une composition d'apprêt se présentant sous la forme d'une solution aqueuse de constituants aptes à conférer au tissu des propriétés spécifiques à l'usage visé. Notamment, l'apprêt assure la liaison des fibres végétales, confère de la souplesse à la toile à peindre et améliore sa résistance à l'abrasion. La toile à peindre conforme à l'invention est constituée d'un tissu obtenu à partir de fils composés d'une multitude de fibres végétales (ou fil de base) ou dérivés de ces fils, notamment les assemblages de ces fils de base en fils de masse linéique plus élevée. De préférence, les fils précités sont composés de fibres de lin, de jute, de ramie et/ou de cisal, de préférence de lin et/ou de jute et avantageusement de lin. Les fils constitués de fibres issues d'un seul végétal sont préférés. Les fils précités peuvent être des fils sans torsion ou des fils retordus. Avantageusement, le tissu comprend, en chaîne, un fil retordu (fil textile) et, en trame, un fil sans torsion se présentant généralement sous la forme d'un ruban qui peut avoir subi un traitement visant à séparer les fibres végétales de manière à leur conférer du volume (ou fil « voluminisé »). La masse linéique des fils de chaîne et de trame varie de 50 à 500 tex, de préférence 100 à 350 tex. Le tissu peut éventuellement contenir des fibres constituées d'une autre matière, notamment des fibres de verre, avantageusement sous la forme de fils textiles disposés en chaîne. Le verre entrant dans la constitution des fils peut être de tout type, par exemple E, C, R, AR (alcali-résistant), de préférence E. La quantité de verre n'excède cependant pas 50 % du poids des fibres végétales. De préférence, le tissu ne contient que des fibres végétales, avantageusement de lin, de jute, de ramie et/ou de cisal, plus particulièrement de lin et/ou de jute et plus avantageusement de lin. Le diamètre des filaments de verre constituant les fils peut varier dans une large mesure, par exemple 5 à 30 pm. La masse linéique du fil de verre est identique à celle des fils de fibres végétales. Le tissu peut avoir une armure toile, sergé ou satin. Le tissu entrant dans la constitution de la toile à peindre présente une masse surfacique qui varie de 30 à 1000 g/m2, de préférence de 50 à 300 g/m2 et avantageusement de 75 à 200 g/m2. Comme indiqué précédemment, la toile à peindre comprend en outre un apprêt qui maintient les fils du tissu, occulte les pores et lui confère la rigidité qui convient pour que la pose sur le support final puisse être effectuée convenablement. De préférence, l'apprêt est présent sur les deux faces de la toile à peindre. De manière générale, l'apprêt comprend les constituants ci-après, dans les proportions suivantes exprimées en pourcentage pondéral de matières sèches : - 5 à 75 % d'un composé amylacé, - 20 à 55 % d'au moins un polymère acrylique, et - 1,5 à 5 % d'un agent de réticulation, par exemple un carbonate d'ammonium zirconium. De préférence, le composé amylacé est un amidon, avantageusement constitué à plus de 50 % en poids d'un amidon soluble dans l'eau à froid, c'est-à-dire à une température de de 20 à 25°C. De manière avantageuse, l'amidon soluble est un amidon qui a été modifié chimiquement pour lui conférer la solubilité visée. De préférence encore, le polymère acrylique est un homopolymère ou un copolymère d'acide (méth)acrylique ou de (méth)acrylate d'alkyle, de préférence un copolymère stryrène-acide (méth)acrylique ou (méth)acrylate d'alkyle-acrylonitrile. L'apprêt peut contenir en outre des additifs conventionnels, tels qu'une 30 charge minérale (y compris un pigment), un agent moussant, un agent stabilisant de mousse, un adoucissant, un agent épaississant, un azurant optique et un agent biocide et/ou fongicide. De préférence, la charge minérale est l'oxyde de titane, le carbonate de calcium et leurs mélanges, et mieux encore l'oxyde de titane pour sa couleur blanche avantageuse. De préférence encore, l'agent moussant est un oxyde d'amine. Selon une première variante adaptée à une application par foulardage comme cela est expliqué plus loin, l'apprêt contient les constituants ci-après, dans les proportions suivantes, exprimées en pourcentage pondéral de matières sèches : -30 à 50 % d'amidon, - 30 à 50 % d'au moins un copolymère styrène-acide (méth)acrylique, - 2 à 5 % de carbonate d'ammonium zirconium, -0,1 à 5 % d'un agent moussant, -0,1 à 5 % d'un agent stabilisant de mousse, et - 0 à 25 % d'une charge minérale. Selon une deuxième variante adaptée à une application par rouleaux (« screen-to-screen) comme cela est expliqué plus loin, la composition d'apprêt contient les constituants ci-après, dans les proportions suivantes, exprimées en pourcentage pondéral de matières sèches : -5 à 65 % d'amidon, - 15 à 55 % d'au moins un polymère acrylique, - 1,5 à 5 % de carbonate d'ammonium zirconium, - 0 à 4 % d'un adoucissant, -0 à 10 % d'un épaississant, et - 0 à 20 % d'une charge minérale. La toile à peindre peut comprendre une couche supplémentaire composée d'une colle réactivable à l'eau sur sa face envers (face qui dans la disposition finale est collée sur le support). Une telle couche permet à l'opérateur, en appliquant simplement de l'eau sur la face enduite, de réactiver la face encollée et de poser la toile directement sur le support. La fabrication de la toile à peindre selon l'invention peut être mise en oeuvre dans une installation conventionnelle qui convient pour la fabrication de toiles à peindre en verre, par exemple décrite dans WO 2010/070248. Dans cette installation, on utilise une composition d'apprêt qui se présente sous la forme d'une solution aqueuse contenant les constituants précités dans les proportions mentionnés précédemment. La teneur en eau dans la composition d'apprêt varie en fonction du mode d'application, et représente en général 30 à 90 % du poids total de la composition d'apprêt, de préférence 70 à 90 %. La toile à peindre déroulée à partir d'une bobine passe dans dispositif qui permet de déposer une composition d'apprêt sur la toile puis dans un dispositif permettant d'éliminer l'eau et de réticuler des constituants de ladite composition pour former l'apprêt final. Le dispositif d'application de la composition d'apprêt peut être un foulard composé d'une paire de rouleaux agencés de telle sorte que le premier rouleau, inférieur, plonge dans un réservoir contenant la composition d'apprêt et le deuxième rouleau soit disposé au-dessus du premier rouleau. La quantité de composition d'apprêt déposée est réglée par la distance entre les deux rouleaux. Le dispositif d'application de la composition d'apprêt peut aussi être constitué de deux rouleaux comportant chacun une tubulure centrale d'amenée de la composition d'apprêt sous pression. La zone périphérique des rouleaux est pourvue de perforations au travers desquelles passe la composition d'apprêt qui est déposée sur la toile à peindre. Ce dispositif permet de répartir la composition d'apprêt sur les deux faces de la toile à peindre. L'application au moyen de ce dispositif est dénommée « screen-to-screen » en anglais. Le dispositif de séchage de la toile à peindre peut être constitué d'une série de plusieurs rouleaux chauffés à une température identique ou à des températures différentes, notamment le premier rouleau étant chauffé à une température supérieure à celle du dernier rouleau. La température à appliquer au niveau du premier rouleau est au plus égale à 290°C. La température du rouleau doit aussi être adaptée en fonction de la vitesse de défilement de la toile à peindre sur ce rouleau. Il est important que la température mesurée au niveau de la toile à peindre n'excède pas 250°C afin de ne pas endommager les fibres végétales. D'autres dispositifs de séchage peuvent être utilisés, par exemple des dispositifs délivrant de l'air chaud ou opérant par rayonnement infrarouge. Les exemples qui suivent permettent d'illustrer l'invention sans toutefois la limiter. Dans ces exemples, on mesure la résistance en traction des tissus de fibres végétales et de verre dans le sens machine (sens chaîne) et dans le sens transverse (sens trame) dans les conditions de la norme NF EN IS013934-1. La résistance en traction de ces tissus est mesurée après la fabrication (RTf) et après un traitement de vieillissement (RTv) consistant à immerger le tissu dans de l'eau distillée à 80°C pendant 10 minutes. EXEMPLE 1 Cet exemple illustre la fabrication d'une toile à peindre sur une ligne pilote. On prépare une composition aqueuse d'apprêt contenant les constituants suivants, en pourcentage pondéral : Copolymère styrène/acryliquel 11,3 Amidon modifié de pomme de terre2 5,4 Carbonate d'ammonium zirconium3 2,0 Stéarate d'ammonium4 0,7 Oxide d'am ine5 0,3 Oxyde de titane6 0,3 Eau 80,0 On utilise la composition d'apprêt pour enduire un tissu en lin ayant une largeur égale à 30 cm et une masse surfacique égale à 80 g/m2 comportant, en chaîne, un fil de lin textile (avec torsion) ayant une masse linéique égale à 125 tex avec une réduction de 3,1 fils par cm et, en trame, un fil de lin sans torsion ayant une masse linéique de 200 tex avec une réduction de 1,8 fil par cm. L'application de la composition d'apprêt est effectuée au moyen d'un foulard. Le tissu de lin passe ensuite dans une étuve (230°C ; longueur : 5 m) à la vitesse de 0,5 m/min. A la sortie de l'étuve, le tissu présente une masse surfacique égale à 109 g/m2. A titre de comparaison, la composition d'apprêt est appliquée dans les mêmes conditions que précédemment sur un tissu de verre de masse surfacique égale à 88,0 g/m2 constitué, en chaîne, de fils textiles (avec torsion) en verre ayant une masse linéique égale à 140 tex avec une réduction de 3,0 fils par cm et, en trame, de fils de verre (sans torsion) ayant une masse linéique de 220 tex avec une réduction de 1,7 fil par cm. Le tissu de verre final a une masse surfacique égale à 121,0 g/m2. Les mesures de la résistance en traction des tissus de lin (exemple 1) et de verre (exemple comparatif 1) sont données dans le tableau 1. 15 20 On utilise la composition d'apprêt pour enduire un tissu en lin de masse surfacique égale à 160 g/m2 comportant, en chaîne, un fil textile (avec torsion) en lin ayant une masse linéique égale à 200 tex avec une réduction de 3,1 fils par cm et, en trame, un fil de lin sans torsion ayant une masse linéique de 300 25 tex avec une réduction de 1,8 fil par cm. L'application de la composition d'apprêt est effectuée selon un procédé par trempage qui consiste à immerger le tissu dans un bac contenant ladite composition d'apprêt puis à déposer le tissu sur un tapis aspirant de manière à éliminer l'excès d'apprêt. L'application par trempage est équivalente à 30 l'application « screen-to-screen » mentionnée précédemment. Le tissu de lin est ensuite placé dans une étuve à 210°C pendant 4 minutes. A la sortie de l'étuve, le tissu présente une masse surfacique égale à 229 g/m2. EXEMPLE 2 d'apprêt contenant les On prépare une composition aqueuse constituants suivants, en pourcentage pondéral : Copolymère styrène/acrylate de butyle' 5,9 Copolymère ester acrylique/acrylonitriles 10,9 Amidon modifié de pomme de terre2 26,1 Amidon de blé 1,0 Carbonate d'ammonium zirconium3 3,4 Carbonate de calcium9 2,5 Adoucissant à base de siliconew 0,3 Eau 49,9 A titre d'exemple comparatif, la composition d'apprêt est appliquée dans les mêmes conditions que précédemment sur un tissu de verre de masse surfacique égale à 146,2 g/m2 constitué, en chaîne, de fils de textiles (avec torsion) en verre ayant une masse linéique égale à 280 tex avec une réduction de 1,5 fil par cm et, en trame, de fils de verre (sans torsion) ayant une masse linéique de 550 tex avec une réduction de 1,9 fil par cm. Le tissu de verre final a une masse surfacique égale à 195,0 g/m2. Toujours à des fins de comparaison, on a mesuré la résistance en traction de deux revêtements à peindre non-tissés texturés : un revêtement à base de fibres de cellulose (Vlisfaser 707 commercialisé par Erfurt; masse surfacique : 165 g/m2; exemple comparatif 3) et un papier vinylique expansé (Superfresce commercialisé par Graham & Brown; masse surfacique : 200 g/m2; exemple comparatif 4). Le tableau 1 rassemble les mesures de la résistance en traction des tissus de lin (exemple 2) et de verre (exemple comparatif 2) ainsi que des revêtements à peindre non tissés (exemples comparatifs 3 et 4). Les toiles à peindre en lin selon l'invention (exemples 1 et 2) présentent une résistance en traction, après fabrication et après vieillissement, qui est toujours supérieure à celle des revêtements non-tissés (exemples comparatifs 3 et 4). La toile à peindre de l'exemple 2 présente une résistance en traction avant et après vieillissement qui est supérieure à celle de la toile à peindre en verre (exemple comparatif 2). Sans vouloir être liés par une quelconque explication scientifique, les inventeurs pensent que ceci est dû à une meilleure imprégnation des fils de lin par l'apprêt comparativement aux fils de verre (en particulier des fils de trame qui sont sans torsion) et à une meilleure compatibilité de l'apprêt avec la cellulose constituant les fils de lin. 1 : Acronal S589 commercialisé par la société BASF; 52 % de matières sèches 2: Amitrolie 8900 commercialisé par la société Agrana ; 90 % de matières sèches 3 : AZC commercialisé par la société Auer Remy ; 20 % de matières sèches 4 : stéarate d'ammonium commercialisé par la société Peer Greven ; 30 % de matières sèches : Genaminox commercialisé par la société Clariant ; liquide à 100 % de matières actives 5 6: XWO5 commercialisé par la société Ecofix AB; 59 % de matières sèches 7 : Acronar S996 commercialisé par la société BASF; 46 % de matières sèches 8: Acronar LN579S commercialisé par la société BASF; 50 % de matières sèches 9 : Hydrocarb 90-GU commercialisé par la société Omya ; 78 % de matières 10 sèches 10: Cepolsoft SIL commercialisé par la société Prochimica ; 16 % de matières sèches Tableau 1 Ex. 1 Ex. camp. 1 Ex. 2 Ex. camp. 2 Ex. camp. 3 Ex. camp. 4 Résistance traction (N/5 cm) - Après fabrication (RTf) Sens machine 265,8 647,1 514,0 573,1 208,9 241,4 Sens transverse 295,8 335,5 896,7 509,6 233,6 141,6 - Après vieillissement (RTv) 233,7 389,8 475,2 318,4 75,8 54,2 Sens machine - CD UU o o 00 -> UU 1-1 REVENDICATIONS1. Toile à peindre constituée d'un tissu comprenant des fibres végétales, ledit tissu étant en outre revêtu d'un apprêt. 2. Toile selon la revendication 1, caractérisée en ce que les fibres de végétales sont sous la forme d'un fil. 3. Toile selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les fibres végétales sont des fibres de lin, de jute, de ramie et/ou de cisal, de préférence de lin et/ou de jute et avantageusement de lin. 4. Toile selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le tissu comprend en chaîne, un fil retordu et, en trame, un fil sans torsion. 5. Toile selon la revendication 4, caractérisée en ce que le fil non retordu est un fil voluminisé. 6. Toile selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la masse linéique des fils de chaîne et de trame varie de 50 à 500 tex, de préférence 100 à 350 tex. 7. Toile selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le tissu présente une masse surfacique qui varie de 30 à 1000 g/m2, de préférence de 50 à 300 g/m2 et avantageusement de 75 à 200 g/m2. 8. Toile selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'apprêt est présent sur les deux faces de la toile à peindre. 9. Toile selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'apprêt comprend les constituants ci-après, dans les proportions suivantes exprimées en pourcentage pondéral de matières sèches : - 5 à 75 % d'un composé amylacé, - 20 à 55 % d'au moins un polymère acrylique, et - 1,5 à 5 % d'un agent de réticulation, par exemple un carbonate d'ammonium zirconium. 10. Toile selon la revendication 9, caractérisée en ce que le composé 30 amylacé est constitué à plus de 50 % en poids d'un amidon soluble dans l'eau à une température de 20 à 25°C. 11. Toile selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que le polymère acrylique est un homopolymère ou un copolymère d'acide(méth)acrylique ou d'acrylate d'alkyle, de préférence un copolymère stryrèneacide (méth)acrylique ou acrylate d'alkyle-acrylonitrile, 12. Toile selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'apprêt contient, en pourcentage pondéral de matières sèches : - 30 à 50 % d'amidon, - 30 à 50 % d'au moins un copolymère styrène-acide (méth)acrylique, - 2 à 5 % de carbonate d'ammonium zirconium, -0,1 à 5 % d'un agent moussant, -0,1 à 5 % d'un agent stabilisant de mousse, et - 0 à 25 % d'une charge minérale. 13. Toile selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'apprêt contient, en pourcentage pondéral de matières sèches : -5 à 65 % d'amidon, - 15 à 55 % d'au moins un polymère acrylique, - 1,5 à 5 % de carbonate d'ammonium zirconium, - 0 à 4 % d'un adoucissant, - 0 à 10 % d'un épaississant, et - 0 à 20 % d'une charge minérale. 14. Toile selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'elle contient une couche supplémentaire composée d'une colle réactivable à l'eau sur sa face envers.