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La présente invention a pour objet un matériau en feuille destiné à recevoir des écritures, des impressions d'imprimerie, etc.. et son procédé de fabrication.
En ce qui concerne son aptitude à recevoir des écritures, des Empressions et des travaux similaires, le nouveau matériau peut être assimilé au papier, mais il possède des caractéristiques et des propriétés nouvelles en vertu desquelles il ne peut être considéré comme un succédané du papier, mais comme un matériau complètement nouveau destiné à jouer, à certains points de vue, un rôle analogue à celui du papier.
On a déjà tenté précédemment, d'utiliser des matières textiles en remplacement du papier, mais alors qu'il est parfois possible d'obtenir un matériau apte à recevoir l'écriture, on n'est pas encore parvenu à obtenir un produit ayant un ensemble de caractéristiques et de propriétés le rendant vraiment utile dans un emploi répandu et général.
Le produit, objet de la présente invention, se différencie complètement de tous ceux précédemment connus aussi bien par sa structure que par ses propriétés
L'invention est caractérisée en ce que le produit est constitué par un tissu de filés de polymères linéaires synthétiques thermoplastiques et par une résine synthétique de remplissage ayant une "rigidité intrinsèque" déterminée, à- l'état solide lorsqu'elle est séparée du tissu, rigidité qui sera définie plus loin en décrivant son procédé de mesure et les données quantitatives;
cette résine, étant distribuée sur l'armature et dans les pores du tissu, de préférence de manière à ne pas cacher la structure réticulée de celui-ci et étant présente dans le
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tissu en quantité telle qu'elle permette de conférer au produit fini une rigidité, suivant la définition ci- dessus, supérieure à un minimum qui sera spécifié en même temps que la méthode pour sa mesure.
De préférence, la résine de remplissage est choisie parmi les catégories suivantes de résines : rési- nes vinylacétiques, chlorovinyliques, chlorovinylacéti- ques et acryliques (constituées par des polymères d'acé- tate de vinyle, des polymères de chlorure de vinyle, des copolymères d'acétate et de chlorure de vinyle, des poly mères et copolymères de métacrylate de méthyle); mais il n'y a pas lieu de conclure que d'autres résines synthé, tiques ne soient pas appropriées à l'exécution de la pré- sente invention. Les résines peuvent contenir des plas- tifiants, tels que le phtalate de butyle, le tricrésyl- phosphate et d'autres bien connus dans la technique.
En tout cas, les conditions nécessaires pour que la résine soit comprise parmi celles envisagées par la présente invention, sont spécifiées dans la présente description en termes indépendants de la composition de la résine même.
On peut en outre employer des mélanges de différentes résines; ou bien différentes résines peuvent être appliquées successivement,de manière à se trouver juxtaposées, en particulier superposées sur l'une ou les deux faces du produit.
De préférence, en outre, le tisu que l'on emploie présente substantiellement les mêmes caractéris- tiques dans sa trame et dans sa chaîne, c'est-à-dire que la trame et la chaîne sont approximativement égales comme nombre de fils et titre, comme caractéristiques physico- chimiques et nombre de torsions de ces fils.
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Le procédé, objet de la présente invention, comprend les opérations suivantes. On part d'un tissu de filée de polymères linéaires synthétiques, de préférence de polyamides et de polyesters, et de préférence ayant les mêmes caractéristiques de trame et de chaine.
Après l'avoir soumis autant que cela est nécessaire, aux traitements textiles normaux de nettoyage, de blan- chiment, etc... et après l'avoir fixé même en plusieurs phases, afin de lui conférer la stabilité de dimensions la plus complète, mais sans opérer aucun traitement pouvant, en aucune manière, détérioer le tissu même et lui faire perdre ses caractéristiques mécaniques, en particulier la résistance et la flexibilité, et par suite sans ravoir soumis à des températures trop voisines de son point de fusion, on procède au remplissage du tissu luimême au moyen de la résine synthétique de remplissage.
Le remplissage peut être effectué par enduction et par immersion dans un bain de résine (foulardage), et par d'autres moyens similaires. La résine est employée sous forme d'émulsion et de dispersion aqueuses, ou même en solution dans des liquides organiques.
Le remplissage peut avoir lieu en un ou plusieurs passages par face de tissu. Après chaque passage, on procède au durcissement à chaud de la résine de remplissage, par exemple en faisant passer le tissu à traver une chambre de durcissement à air chaud, de préférence en évitant de le soumettre à des tensions excessives ou trop différentes dans les deux sens,
Enfin le tissu est soumis de préférence à une opération de calandrage entre des rouleaux chauffés, lisses ou à refliefs.
L'invention sera mieux comprise par la descrip. tion de quelques exemples d'exécution préférés, en réfé-
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rence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente une coupe à très grande échelle de la chaîne et du produit achevé; - la figure 2 est un schéma d'appareillage connu par lui-même, servant à appliquer la résine de remplissage au tissu; - la figure 3 indique schématiquement en élévation, la manière d'effectuer l'essai de rigidité intrinsèque de la résine non encore liée au tissu; les figures 4a e-.; 4b indiquent schématiquement en élévation, l'exécution de la mesure de la rigidité du produit fini.
Comme tissu de départ, on emploie, ainsi qu'il a été dit, an tissu constitué par des polymères linéaires synthétiques thermoplastiques. Parmi ces polymères, il faut citer en premier lieu les polyamides, et en particulier le polymère de l'adipate d'hexaméthylène-diammo- nium (nylon 66), le polymère du caprolactame (nylon 6 et perlon), le polymère de l'acide 11-aminoundécaoïque (rilsan). Une autre catégorie de polymères de ce genre est constituée par les ployméres, en particulier le poly téréphtalate d'éthylène (térylène).
Les tissus de polymères linéaires synthétiques thermoplsstiques que l'on peut avantageusement utiliser AUX files de linvention sont généralement de titre moyen, par exemple 45 ou 60 deniers, mais on peut tout aussi bien employer des titres plus fins ou plus gros pour des applications particulières. Tous ces tissus peuvent être fixés en les soumettant à l'action de la chaleur à l'état sec ou humide, étant donné que c'est une propriété bien connue des plymères linéaires synthétiques thermoplastiques d'acquérir une stabilité permanente de force et de dimensions par traitement thermique. Si la fixation est famte à l'état
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humide, elle est généralement effectuée sous pression avec de la vapeur saturée à 120 ou à des températures similaires.
Si elle est effectuée à sec, le tissu peut être chauffé par air chaud ou par contact avec des surfaces solides chauffées ou à radiation; dans ce cas, les températures sont plus élevées (par exemple de 140 à 225 pour les polyamides, suivant celle qui est employée et suivant le degré de fixation désiré), mais on les maintient toujours à quelques dizaines de degrés au-dessous du point de fusion pour éviter une détérioration du tissu, une perte de résistance, la fragilité, le jaunissement etc. Les différentes températures et modalités de traitement sont bien connues des techniciens de cette branche, et il n'est pas nécessaire de les décrire en détail.
La "rigidité intrinsèque" de la résine de remplissage prise en elle-même, dont dépend sa capacité d'utilisation selon l'invention, est définie et mesurée de la façon suivante.
L'émulsion ou la solution-de résine est étendue sur une lamelle de verre ou autre surface lisse de manière à former une couche mince, qui puisse donner, après durcissement, une pellicule de 0,5 mm d'épaisseur,, En opérant par exemple avec une suspension aqueuse de résine à 50 %, l'épaisseur de la couchainitiale doit êt d'environ 1,5 mm. Dans d'autres cas, cette épaisseur sera déterminée empiriquement. La couche est durcie,à l'étuve, en chauffant lentement de manière qu'il ne se . forme pas de bulles* Dans le cas d'émulsions aqueuses, on peut chauffer tout dabord à une température de 60 à 70 pendant 15 heures, ensuite en élevant la température à 115 pendant 2 heures et demie.
Pour détacher la pellicule, on trempe la lamelle de verre avec la pellicule dans l'eau à la température ambiante pendant 5 à 12 heu-
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res. Après quoi, on détache la pellicule de la lamelle et on la sèche à des températures de 40 pen-dant 24 heures. Si, après séchage, l'épaisseur voulue n'est pas obtenue, on modifie l'épaisseur de la couche primitive- ment formée sur la lamelle jusqu'à atteindre l'épaisseur finale uniforme exacte d'un demi -millimètre . On découpe la pellicule obtenue de manière à avoir une bande ayant exactement 65 mm de largeur et une longueur d'environ
100 mm.
Cette pellicule est montée en porte-à-faux, comme indiqué sur la figure 3, de telle sorte que la longueur pouvant s'infléchir librement par l'effet de son poids propre, soit de 70 mm. Après 3 minutes, on mesure la flèche (F de la figure 3). La "rigidité intrinsèque" de - la résine est définie et mesurée, aux fins de la présente description, par l'inverse de cette flèche mesurée en millimètres.
Selon l'invention, on utilise des résines qui ont une rigidité intrinsèque supérieure à 1/2. De préfé- rence, cependant, on emploie seulement les résines dont la rigidité intrinsèque est au moins égale à 1/4, et éventuellement des résines qui seront dites "douées de rigidité complète", c'est-à-dire qui, à l'essai décrit ci-dessus, donnent une flèche si petite qu'elle n'est pas mesurable et de toutes façon inférieure à 1 mm.
La rigidité du produit fini se mesure en pré- parant une bande du matériau dont il s'agit d'une largeur de 25 mm et en la faisant avancer au moyen d'une paire de rouleaux 6-6 et sur une baguette d'appui 7, comme indiqué en figure 4, jusqu'à ce que, à partir du point de contact avec la baguette 7, la bande soit librement en saillie sur une longueur de 60 mm. Le diamètre des rouleaux et la distance entre le point de contact de ceux-ci et la
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baguette 7 ne présentent pas une importance essentielle, mais peuvent être avantageusement fixés à 30 mm et 20 mm, respectivement. Dans ces conditions, la bande s'infléchit et on voit que, comme indiqué sur la figure 4a, elle présente une partie terminale à peu près rectiligne.
Il est donc possible de mesurer l'angle entre la verticale dirigée vers le bas et cette partie rectiligne, désigné par A sur la figure 4a. Cet angle définit et mesure, aux fins de la présente description, la rigidité du produit, évidemment, il n'atteint jamais 90 correspondant à la rigidité complète. Si par hasard la bande a une allure ondulée, pour laquelle il n'est pas possible de déterminer une partie pratiquement rectiligne, on me'sure l'angle entre la verticale et la corde déterminée par l'extrémité de la bande et le point de la même bande situé à 30 mm de l'extrémité, ainsi que l'indique la figure 4b.
Si l'on soumet à ces essais un tissu non traité, constitué par des fils de polymères linéaires synthétiques de titre moyen, on trouve que l'angle de rigidité est très petit, à peine de quelques degrés, et dans de nombreux cas, n'est pas mesurable.
Quelques exemples de fabrication du produit, objet de l'invention, seront donnés ci-après., EXEMPLE..!
On part d'un tissu de polymère de caprolactame, constitué par des filaments continus de 60 den./18 brins, ayant 300 tours de torsion par mètre. Le tissu a une armature de toile symétrique, avec 50 fils/cm aussi bien dans la trame que dans la chaîne. Ce tissu subit les traitements habituels de fixation, de nettoyage, et de blanchiment, . et éventuellement une deuxième fixation dans des conditions-plus énergiques pour conférer au tissu uns complète stabilité de forme et de dimensions. Ces opéra-
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tions sont les mêmes que celles réalisées dans le textile et il n'est donc pas nécessaire de les décrire d'une façon particulière.
En se référant à la figure 2, le rouleau 10 tissé est monté sur des supports appropriés d'un disposi tif enducteur 11, et en se déroulant, il passe sous le groupe d'enduction 12 qui lui applique un premier enduit sur une face.
Cet enduit est préparé dans un bain constitué par 70 parties en poids d'une dispersion à 50 % dans l'eau de résine vinylacétique ayant une rigidité intrinsèqué de 1/1 mm telle que définie plus haut, 15 parties en poids de bioxyde de titane et 15 parties en poids d'eau.
L'addition de ces 15 dernières parties d'eau est faite pour incorporer de façon homogène le pigment dans la résine. L'ènduction est réglée de telle manière que le tissu reçoive 12 g/m2 de résine calculée sur le produit sec. Après avoir reçu son enduit, le matériau passe dan l'étuve de séchage 12, qui peut avantageusement être à air chaud, chauffé par une batterie à vapeur ou électriqu et mis en circulation par un ventilateur approprié (le tout non représenté). La longueur de l'étuve est telle, par rapport à la vitesse d'avancement du matériau, que celui-ci demeure dans la chambre dont il s'agit pendant environ 2,5 minutes. La température interne du four est de 100/140 C. En pratique, la vitesse d'avancement du matériau est de 5 à 10 mètres par minute.
Le matériau effectue, en tranersant la chambre de séchage, un ou plu' sieurs passages, par exemple 3 comme l'indique la figure autour des rouleaux de guidage 13; (le deuxième rouleau est de préférence refroidi) après quoi, en passant autour du cylindre refroidi 14, il est réenroulé pour former le rouleau 15. Ce rouleau passe alors à nouveau à l'eu-
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duction avec la même résine, sur la face opposée. En général, la quantité de résine peut être différente sur le,5 deux faces, et par exemple, dans ce deuxième enduit, elle peut être telle qu'après séchage, il y ait sur la deuxième face du matériau 7 g. de résine sèche par m2.
Le matériau est encore appliqué une fois sur chaque face; en employant une dispersion aqueuse de résine vinylacétique à 40 % sans addition de pigments. La quanité de résine appliquée dans ces deuxièmes passages, calculée à sec, est de 5 g/m2 sur la première face et 4 g/m2 sur la deuxième. Naturellement, après chaque passage, on procède à l'étuvage de la même manière..
Après les quatre applications, on soumet la matériau au calandrage sur calandre à cylindres lisses eu bien gaufré. La température du cylindre chauffé est de 70 à 00 , la pression d'environ 10. 000 kg. La vitesse de 6 à 7 mètres par minute.
Le matériau: ainsi obtenu est soumis à des essais de rigidité par la méthode décrite plus haut. On trouve un angle de 83 pour la chaîne et de 85 pour la trame.
On mesure sur le matériau également l'angle de reprise, en prélevant un échantillon de 30 x 10 um, et en le pliant de moitié de manière qu'il soit réduià 40 x 10 mm et en le chargeant avec un poids de 500 g pendant 5 minutes, ensuite en le laissant se redresser librement. L'angle de reprise,c'est-à-dire l'angle formé après ce temps par les deux faces du tissu qui étaient en contact lorsque celui-ci était chargé par le poids, est de 78 pour la chaîne et de pour la trame,valeurs qui correspondent à un tissu de bonne résistance au froissement. Ce résultat est particulièrement remarquable,
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étant donné que la résine employée était pratiquement fragile, se rompant sans se plier sensiblement lorsqu'elle était sous forme de pellicule.
On pouvait donc prévoir que le matériau traité aurait eu des caractéristique analogues, et que la couche de résine dans le produit fini se serait brisée peut être irrégulièrement, en se pliant, en empêchant ainsi au matériau toute reprise.
Il est surprenant que le contraire se produise et que le matériau traité soit assez infroissable :on ne peut pas encore donner une explication convaincante de ce phénomène. Il y a lieu de remarquer que les résines présentant une rigidité intrinsèque élevée, telle qu'elle est définie ci-dessus, c'est-à-dire celles qui sont exclusivement utilisées selon la présente invention, sont toutes fragiles, et par suite on pouvait croire qu'il n'était pas possible de les employer sans obtenir un matériau plutôt fragile et par suite de peu ou d'aucune utilité.
En soumettant le produit ainsi obtenu à des essais pour la détermination de sa résistance, on trouve les valeurs moyennes suivantes : - longueur de rupture à sec : 10.50 m.
- résistance relative à la traction à l'état humide (rapport entre la résistance à l'état humide et celle à sec) : 73,7 %.
- résistance au déchirement à sec, mesurée avec l'appareil Elmendorf sur paquets de 16 bandes de 65 mm de largeur 792 g. d à l'état humide : plus de 1600 g.
On remarque donc, ce qui est surprenant, que là résistance au déchirement augmente considérablement (l'appareil ne permettait pas de mesurer des valeurs supérieures à 1600 g), lorsque le matériau est humide con-
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trairement à ce qui se produit avec le papier, et en général avec les matériaux connus à ce jour, dans lesquels la résistance à l'état humide est bien inférieure à la résistance au déchirement à sec. Ce phénomène se produit dans une plus faible ou plus grande mesure, dans tous les produits fabriqués selon l'invention.
La longueur de rupture à sec très élevée est également remarquable, puisque dans les matériaux suivant l'invention, elle ne descend pas en général au-dessous de 6000 m et la résistance relative à la traction à l'état humide l'est également, car elle n'est en général pas inférieure à 60 %.
EXEMPLES
On opère comme dans l'exemple 1, mais en partant d'un tissu de polyhexaméthylène, de 45 den. 10 brins, 160 tours de torsion par mètre, aussi bien pour la chaîne que pour la trame. Les propriétés du produit fini sont presque les mêmes.
EXEMPLE
Un tissu textile comme celui de l'exemple 1, est traité de la même manière que celle décrite dans cet exemple, mais avec un bain ayant la composition suivante : métfacrylate de méthyle 16 parties en poids, bioxyde de titane.: 20 parties en poids, acétate d'éthyle : 84 parties en poids. La température de séchage est réduite à 80 . La rigidité intrinsèque de la résine est de 1/8.
La rigidité du produit fini est de 72 dans la chaîne et de 74 dans-la trame. Les propriétés mécaniques sont analogues à celles du produit de l'exemple 1.
EXEMPLE 4
Un tissu analogue à celui de l'exemple 2 est traité de la même manière, avec un bain constitué par 60 parties d'une solution à 30 % en poids de chlorure de polyvinyle dans un mélange de volume égaux d'acétone et de
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sulfure de carbone, 20 parties en poids de bioxyde de titane et 20 parties en poids du mime mélange d'acétone et de sulfure de carbone, ces derniers étant ajoutés pour amalgamer le pigment avec la résine. La température de séchage est de 90 C. La rigidité intrinsèque de la résina est de 1/10. La rigidité du produit fini est de 78 dans la chaîne et de 75 dans la trame, et ses propriétés mécaniques sont analogues à celles des produits des exemples précédents.
Même dans les exemples 3 et 4, les quantités de résine étendue à sec, sont à peu près les mêmes que dans l'exemple 1 et précisément sont au total d'environ 20 g/m2 sur une face et d'environ 10 g/m2 sur l'autre.
En général, on applique la quantité de résine nécessaire pour obtenir la rigidité finale désirée en évitant les excès aussi bien par raison d'économie que parce qu'ils alourdissent inutilement le produit et qu'ils tendent à en diminuer la reprise. La rigidité désirée dépend des applications. Des produits dont la rigidité est presque complète, qui se rapprochent du carton, sont désirables seulement pour des applications particulières. En général, on préfère ne pas dépasser les 85 de rigidité et on contrôle l'application de résine en consésrense. Dans de nombreux cas, on préfère un produit pius fléchie et on s'en tient à une rigidité ne dépassant pas de beaucoup les 70 - 75 .
Le produit a toujours une reprise, telle qu'on l'a définie ci-dessus, tout au moins assez bonne, et généralement supérieure à 60 ,
Dans tous les cas,le produit fini objet de l'invention, doit présenter une rigidité, mesurée de la manière indiquée, d'au moins 45 et de préférence d'au moins 60 . Il est toujours possible de l'obtenir avec les résines applicables selon l'invention; elle pourra
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varier dans chaque cas suivant le tissu, la résine et la rigidité finale que l'on veut obtenir ; quantité de résine à appliquer et éventuellement le nombre de passages de la machine à enduire, mais ces variables peuvent être déterminées chaque fois empiriquement sur les bases de ce qui a été indiqué dans la présente description.
La structure du produit fini est représentée suivant une coupe perpendiculaire à la chaîne, et illustrée schématiquement en figure 1. En 30 on voit les différents brins,lesquels,dans la figure sont au nombre de 18 pour chaque fil 31. On voit les fils aplatis surtout par effet dE calandrage, sans que les différents brins aient été déformés. Ainsi qu'on le voit, la résine 32 se répartit au-dessus et autour de chaque fil, en pénétrant entre les fils de manière à unir en un remplissage unique les couches enduites sur les faces opposées, et en laissant sur les deux faces, entre un fil et l'autre les creux 33 qui sont encore sensibles bien que très réduits par le calandrage, et qui confèrent à la surface du produit un finissage réticulaire ou granuleux.
Ceci se constate aussi directement sur le produit,aussi bien à l'examen qu'au toucher, parce que le matériau en feuille est opaque, et relativement rugueux. On a prouvé que
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cette propriété, contrairerasnt à ce qui pourrait a?)J.D2.J:'aî. tre au premier abord, est d'une grande utilisé, en facili, tant l'écriture, et en améliorant les effets décompression, et en général les propriétés d'utilisation du matériau.
De nombreuses variantes pourront être apportées à ce qui a été décrit plus haut, sans sortir du cadre de l'invention.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.