Procédé de fabrication d'un support pour produit abrasif appliqué et support obtenu

Le domaine de la présente invention est celui des produits abrasifs appliqués ainsi que celui de la fabrication des produits abrasifs appliqués par transformation de leur support. La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un produit abrasif appliqué dont les grains abrasifs sont répartis selon un motif.

Au sens de l'invention, on désigne par « abrasif appliqué », un produit abrasif comprenant un support sur l'une des faces duquel des grains abrasifs sont assujettis.

Selon un mode de réalisation d'un abrasif appliqué, on dépose sur une face du support (face recto) une couche d'encollage puis des grains abrasifs recouverts d'une couche de surcollage.

En particulier, la couche de surcollage peut éventuellement être recouverte d'une couche de supercollage contenant notamment des cires, du stéarate, en particulier de zinc, ou encore des charges fonctionnelles. En particulier, leur but est de limiter l'encrassement, d'améliorer la lubrification ou encore de limiter réchauffement de l'abrasif appliqué lors de son utilisation.

De la même manière, d'autres couches remplissant une fonction spéciale peuvent notamment être disposées sur ou entre les couches précédentes ou encore au verso du support. En particulier, la fonction spéciale peut consister en un traitement antistatique. Le support peut être un papier, un non-tissé, un film de polymère, une toile apprêtée ou un support à base de fibres vulcanisées, ces supports pouvant notamment être combinés de manière à obtenir de meilleures caractéristiques d'utilisation.

Dans le cas où il s'agit de papier, le papier est fabriqué à partir de fibres de cellulose, en mélange éventuellement avec des fibres synthétiques, et il comporte en général un agent de collage et éventuellement d'autres additifs classiquement utilisés en papeterie tels que des agents de résistance à l'état humide. De plus, le support peut comprendre des agents antistatiques ou d'autres produits déposés en milieu aqueux par couchage ou imprégnation, par exemple un polymère en dispersion de type caoutchouc synthétique lui donnant de la souplesse. L'étape dite de « transformation » permet d'obtenir un produit abrasif appliqué à partir du support décrit précédemment. Le transformateur réalise généralement cette étape selon le procédé exposé ci-après.

La couche d'encollage est déposée sur le support par un moyen approprié de couchage, par exemple un couchage aux rouleaux. Cette couche d'encollage, couramment dénommée par l'homme du métier sous le vocable anglais « make coat » est une composition, pouvant être réalisée en milieu aqueux ou en milieu solvant et comprenant un adhésif durcissable qui peut être une colle naturelle telle que de l'amidon, de la gélatine ou une résine synthétique telle qu'une résine phénolique, urée formol, mélamine formaldéhyde, polyuréthane, époxy, alkydes, acryliques, d'alcool polyvinylique ou un mélange des résines précédemment citées, adhésif auquel est rajouté le plus souvent une charge, en particulier une charge minérale telle que le carbonate de calcium, le sulfate de calcium ou la cryolite. Elle peut en outre comprendre d'autres additifs tels que des plastifiants, des colorants, des agents tensioactifs, en particulier des agents de mouillage et des antimousses, ou des produits antistatiques.

Des grains abrasifs sont ensuite appliqués sur la couche d'encollage non séchée. En particulier, ils peuvent être déposés par dépôt électrostatique ou par gravité. Les grains abrasifs peuvent notamment être choisis parmi l'oxyde d'aluminium, le carbure de silicium, le grenat, l'émeri, le nitrure de bore, tel que décrit dans la demande de brevet EP 0 352 811, ou encore l'oxyde de zirconium. En particulier, les grains abrasifs peuvent être sous forme d'agrégats composés de grains agglomérés, ces agrégats ayant une plus longue durée de vie et apportant une plus grande constance dans la qualité de l'abrasion.

L'homme du métier choisit la nature des grains abrasifs selon le type d'abrasion souhaité et la pièce à abraser.

Par ailleurs, la granulométrie des grains abrasifs peut notamment être choisie selon la surface à abraser et le niveau de polissage souhaité. Habituellement en Europe, les grains abrasifs sont classés selon une norme fixée par la F. E. P. A. (Fédération of European Producers of Abrasives) ; le grade pour un produit abrasif appliqué est une référence commençant par la lettre P suivie d'un nombre indiquant le « numéro de grain », plus ce nombre est élevé, plus les grains abrasifs sont fins. D'autres normes peuvent être utilisées dans d'autres pays, en particulier aux

états-Unis d'Amérique (norme ANSI) ou au Japon (norme JIS).

On peut en particulier déposer plusieurs types de grains abrasifs en une seule ou en plusieurs couches.

Selon une variante, on peut déposer la couche d'encollage et les grains abrasifs ensemble s'ils ont été mélangés auparavant. Le support ainsi enduit subit un premier séchage permettant de durcir l'adhésif durcissable.

Le premier séchage est généralement réalisé dans un four à festons ou un four linéaire. Les températures et temps de séchage sont choisis par l'homme du métier selon la nature de la couche d'encollage. Le plus souvent ce traitement est réalisé selon des gradients de température et d'humidité le long du four ; on peut par exemple sécher la couche d'encollage avec les grains abrasifs pendant 15 à 45 minutes entre 65 et 115 ⁰ C. En particulier dans le cas de l'utilisation de résines en solvant, d'amidon ou de gélatine, des temps de séchage nettement plus courts peuvent être obtenus.

L'étape suivante consiste à déposer une couche de surcollage, ou ré-encollage, couramment dénommée par l'homme du métier sous le vocable anglais « size coat », qui comprend le même type de composés que ceux évoqués pour la couche d'encollage. La viscosité de la couche de surcollage est généralement plus faible que celle de la couche d'encollage de manière à favoriser son infiltration entre les grains abrasifs sans les recouvrir entièrement mais il existe certaines exceptions, par exemple lors de l'utilisation d'une couche d'encollage comprenant une résine phénolique et d'une couche de surcollage comprenant une résine époxy. La couche de surcollage permet ainsi de renforcer la fixation des grains abrasifs.

Le produit ainsi obtenu est ensuite séché à nouveau et la résine de la couche de surcollage est partiellement ou totalement durcie selon la nature de l'adhésif durcissable. De même que précédemment, les températures et temps de séchage sont adaptés à la nature de la couche de surcollage ; on peut par exemple sécher le produit pendant 20 à 140 minutes, entre 65 et 120 ⁰ C dans un four à festons.

En général, après ce deuxième passage dans le four, le produit obtenu est mis en bobines appelées en terme de métier « bobines jumbo ». Les bobines peuvent ensuite être soumises à une étape supplémentaire de post- réticulation selon la nature des adhésifs durcissables utilisés dans les couches d'encollage et de surcollage. En effet, dans le cas de résines thermodurcissables, par exemple telles que

les résines phénoliques, les bobines sont traitées de manière à ce que les couches d'encollage et de surcollage réticulent suite à une exposition de plusieurs heures, généralement entre 4 et 72 heures, à une température d'environ 90 à 150 ⁰ C. Dans certains cas particuliers, le temps d'exposition peut atteindre une semaine. Pour les adhésifs durcissables ne nécessitant pas d'étape de post-réticulation, ou de cuisson, tels que des résines urée formol, epoxy ou de la gélatine, le séchage et le durcissement sont achevés à l'issue du deuxième passage dans le four.

La bobine ainsi obtenue est ensuite refroidie, par exemple jusqu'à 40 ⁰ C. Après ce traitement thermique poussé, le verso du support doit être reconditionné. Cette opération est réalisée en débobinant la bobine pour la mouiller avec de l'eau contenant éventuellement des additifs ou avec de la vapeur d'eau, puis en l'enroulant à nouveau sous forme de bobine. La bobine est ensuite laissée en l'état pendant un certain temps, allant généralement de quelques heures à quelques jours, afin de se réhumidifier et d'atteindre l'équilibre. En outre, le produit abrasif peut notamment être soumis à une étape dite de

« fiexage » permettant d'assouplir l'abrasif appliqué dans une ou plusieurs directions. Ladite étape de fiexage peut en particulier être antérieure, concomitante ou postérieure à l'étape de reconditionnement.

D'une manière classique, on réalise l'étape de fiexage en déroulant la « bobine jumbo », en passant la feuille ainsi déroulée sous ou sur une barre selon certains angles puis en réenroulant la feuille en bobine.

Une autre manière de procéder consiste à dérouler la « bobine jumbo » à travers une zone de pincement entre un cylindre de grand diamètre et une tige cylindrique entourée d'un pas de vis permettant de réaliser le fiexage dans plusieurs directions. Les bobines sont ensuite éventuellement découpées au format voulu, notamment sous forme de disques, de feuilles, de triangles ou de bandes étroites, en particulier utilisées pour le ponçage de chants, ou larges, notamment utilisées pour le ponçage de panneaux. En particulier, les bandes peuvent être destinées à être assemblées en bande sans fin. II existe un besoin pour des produits abrasifs appliqués dont les grains abrasifs sont répartis selon des motifs, c'est-à-dire des produits abrasifs appliqués présentant des zones exemptes des grains abrasifs qui forment avec les zones munies des grains abrasifs,

des motifs. En particulier, cette demande correspond à la fois à des besoins techniques et commerciaux.

L'utilisation des produits abrasifs appliqués engendre la formation de poussières qui sont notamment des particules du matériau à abraser générées par l'opération d'abrasion. Ces poussières s'accumulent entre le matériau à abraser et le produit abrasif appliqué utilisé diminuant ainsi l'efficacité de l'opération d'abrasion. L'utilisation des produits abrasifs appliqués dont les grains abrasifs sont répartis selon des motifs est un des moyens couramment utilisé pour faciliter l'évacuation des poussières.

Un autre avantage des produits abrasifs appliqués dont les grains abrasifs sont répartis selon des motifs est de présenter un échauffement moindre lors de leur utilisation, comparativement aux produits abrasifs appliqués dont les grains sont répartis de façon homogène. Les motifs exempts de résine et de grains abrasifs permettent en effet une ventilation du système produits abrasifs appliqués / support à traiter qui limite ainsi réchauffement. A titre de remarque, réchauffement peut nuire à l'efficacité de l'opération d'abrasion. Lors du ponçage de matériau en bois par exemple, réchauffement entraîne le ramollissement des résines du bois qui deviennent alors collantes et réduisent par conséquent l'action des grains abrasifs. L 'échauffement des produits abrasifs appliqués induit également leur perte d'humidité et leur fragilisation.

En outre, les fabricants de produits abrasifs appliqués cherchent à fabriquer des produits dont les grains abrasifs sont répartis selon des motifs représentant par exemple leur marque. De tels produits seraient en effet pour eux un élément de différenciation par rapport à leurs concurrents.

Actuellement, les produits abrasifs appliqués dont les grains abrasifs sont répartis selon des motifs sont réalisés grâce à des rouleaux spécifiques gravés pour la dépose de la résine. En particulier, les rouleaux spécifiques sont des cylindres métalliques gravés en creux ou en relief selon des motifs. La résine est transportée dans les creux du rouleau puis elle est déposée sur le support selon les motifs dessinés par la gravure du rouleau. Les grains abrasifs ensuite déposés se fixeront donc seulement sur les zones enduites de résine. Selon une autre méthode décrite dans la demande WO 93/13912, le support est tout d'abord embossé puis les creux ainsi formés sont enduits d'une formulation abrasive composée de grains abrasifs dispersés dans un liant précurseur et un agent d'expansion.

Selon une variante de cette méthode décrite dans la demande WO 03/057410, le support est d'abord enduit d'une formulation abrasive composée de grains abrasifs et d'un liant, puis embossé de manière à réaliser les motifs.

Les méthodes exposées dans les paragraphes précédents présentent notamment les inconvénients suivants :

- les rouleaux spécifiques sont des équipements lourds et volumineux, leur gravure représente donc des investissements conséquents,

- le nombre de motifs reste limité par le nombre de rouleaux que possède le transformateur or les rouleaux sont des équipements coûteux, - du fait du volume des rouleaux, leur manutention est difficile et nécessite de longs arrêts des machines de transformation diminuant ainsi la production des machines de transformation.

Une autre technologie employée actuellement consiste à utiliser des pochoirs.

En particulier, la résine peut être déposée uniformément sur le support ou selon un motif. Les grains abrasifs sont déposés sur le support selon les motifs du pochoir placé entre le support et le dispositif de dépose des grains abrasifs. Cette technologie est notamment décrite dans les brevets US 5,380,390, US 5,980,678 et US 5,817,204.

Bien que plus souple que la gravure de rouleaux, cette technologie nécessite plusieurs opérations lors de la transformation du support pour produit abrasif appliqué : - placer et ôter le pochoir pour un procédé discontinu ou semi-continu, ou gérer le défilement du pochoir au-dessus du support dans le cas d'un procédé continu (par exemple utilisation d'une bande sans fin jouant le rôle du pochoir)

- récupérer les grains abrasifs ne se fixant pas, du fait du pochoir, sur le support enduit de résine. Selon l'invention, on fournit un support pour abrasif appliqué permettant au transformateur de réaliser des produits abrasifs appliqués dont les grains abrasifs sont répartis selon des motifs, tout en conservant un équipement et un procédé conventionnels utilisés pour réaliser des produits abrasifs appliqués dont les grains abrasifs sont répartis sur l'intégralité du support. L'invention a ainsi pour objet un procédé de fabrication d'un support pour produit abrasif appliqué dans lequel on effectue un traitement consistant à rendre

déperlantes au moins une zone d'au moins une face du support pour une résine de fixation de grains abrasifs.

On entend par « traitement déperlant » tout traitement ayant un effet répulsif sur la fixation d'un produit quelconque et, en particulier dans le cadre de la présente invention, sur ladite résine de fixation des grains abrasifs.

Le traitement déperlant peut notamment être effectué de manière à créer des motifs sur au moins une face du support.

Par « zone déperlante pour un composant », on entend toute zone sur laquelle le composant ne peut ni se trouver ni être fixé, ce composant étant notamment une résine de fixation desdits grains abrasifs.

Dans un mode particulier de mise en œuvre de l'invention, le traitement déperlant comprend l'application d'au moins une résine, telle qu'une cire, notamment de

Carnauba, montanique, de paraffine, de polyéthylène ou de polytétrafluoroéthylène

(PTFE), telle qu'un résine de silicone, notamment de polymetoxysilane, ou telle qu'une résine fluorée.

De plus et selon un mode de réalisation avantageux, le traitement déperlant peut notamment comprendre, en plus de l'application de ladite au moins une résine, l'application d'au moins un liant, en particulier tel qu'un latex naturel ou synthétique, notamment un styrène butadiène, un styrène acrylique, un polyacétate de vinyle, un copolymère d'acétate de vinyle et de chlorure de vinyle ou de polyéthylène, un polychloroprène, un nitrile butadiène ou un polyuréthane, ou encore tel qu'un alcool polyvinylique, ou une résine, notamment une résine acrylique ou urée formol.

De plus selon l'invention, le traitement déperlant peut notamment comprendre, en plus de l'application de ladite au moins une résine, l'application d'au moins un adjuvant, en particulier tel que du kaolin, du talc ou du carbonate de calcium.

Le traitement déperlant peut être mis en œuvre est appliqué par enduction par zones, par pulvérisation et utilisation d'un pochoir, ou par impression, en particulier par héliogravure, flexographie, sérigraphie ou impression jet d'encre.

Selon le moyen utilisé pour la mise en œuvre du traitement déperlant, l'invention peut revenir à déplacer la difficulté du transformateur vers le producteur du support situé en amont. En effet, l'utilisation de l'héliogravure nécessite la gravure de rouleaux métalliques.

Malgré cela, la présente invention reste avantageuse puisque le producteur de support fabrique des tonnages plus importants et assure ainsi une meilleure rentabilité à l'investissement nécessaire à la réalisation de l'invention.

De plus, le producteur mettant en œuvre la présente invention disposera : - soit d'une machine destinée à la fabrication du support, par exemple une machine à papier ou une machine d'ennoblissement et/ou d'apprêtage des matières textiles, et d'un dispositif d'application dudit traitement déperlant placé « hors ligne », notamment par pulvérisation, enduction ou impression,

- soit d'une machine destinée à la fabrication du support et à l'application dudit traitement déperlant « en ligne », notamment par pulvérisation, enduction ou impression.

Dans le premier cas, ou cas « hors ligne », le producteur dispose d'une plus grande souplesse que le transformateur lors de la production puisqu'il peut choisir d'utiliser ou non le dispositif d'impression placé « hors ligne », respectivement pour obtenir un produit selon l'invention et un support pour abrasif appliqué dont les grains abrasifs sont répartis de façon homogène. Le transformateur quant à lui est généralement contraint d'utiliser au moins deux rouleaux pour réaliser les deux produits cités précédemment.

Dans le second cas, ou cas « en ligne », le producteur dispose également d'une plus grande souplesse puisqu'il peut choisir d'utiliser ou non l'élément imprimant de la machine destinée à la fabrication du support et à son impression, respectivement pour obtenir un produit selon l'invention et un support pour abrasif appliqué dont les grains abrasifs sont répartis de façon homogène.

Ainsi, dans tous les cas, le transformateur doit soit déposer la résine selon un motif, soit la déposer d'une façon homogène sur toute la surface du support pour produit abrasif appliqué. Ceci implique un changement dans le dispositif d'impression, alors que le producteur de supports pour produits abrasifs appliqués a l'avantage, d'utiliser ou non le traitement déperlant, ce qui n'implique pas de changements du dispositif d'impression mais seulement la réalisation ou non d'une étape. Selon l'invention, le traitement déperlant peut être réalisé en ligne ou hors ligne par rapport à un dispositif de fabrication du support pour produits abrasifs appliqués.

Le support pour produit abrasif appliqué peut être de forme plane. Il s'agit notamment d'un support couramment utilisé dans le domaine des produits abrasifs appliqués et en particulier d'une feuille, d'un film ou d'une toile.

Le support pour abrasif appliqué peut être une feuille de fibres vulcanisées, cellulosiques, synthétiques, en particulier telles que des fibres de polyamide, et/ou minérales, en particulier telles que des fibres de verre, un film plastique, en particulier tel qu'un film de polyester, ou encore une toile comprenant des fibres de coton et/ou des fibres synthétiques, en particulier de polyester.

De plus, le support pour abrasif appliqué peut notamment comprendre une ou plusieurs couches telles que celles décrites ci-dessus. En particulier, il peut s'agir d'un mélange des couches telles que celles décrites ci-dessus.

Selon l'invention, la feuille peut comporter des adjuvants. Il s'agit en particulier d'adjuvants couramment utilisé lors de la production de supports pour abrasif appliqué, notamment des agents de résistance à l'état sec tels que de l'amidon, de l'acétate de polyvinyle ou de la gélatine, et/ou des agents de résistance à l'état humide tels que du latex synthétique (mélange en dispersion colloïdale), de l'urée formol, de la mélamine formol, de la polyamine-amide-épichlorhydrine (PAAE), de l'isocyanate ou d'une résine alkyde.

En particulier les adjuvants sont ajoutés en masse dans la feuille ou par imprégnation de la feuille après sa formation. Dans le cas d'un film, celui-ci possède une épaisseur comprise entre 25 et

150 μm.

Dans le cas d'une feuille, celle-ci possède un grammage compris entre 50 et 1000 g/m ² , de préférence entre 80 et 600 g/m ² .

Dans le cas d'une toile, celle-ci comporte un traitement en masse et/ou de surface à base d'amidon, d'acétate de polyvinyle, de gélatine, de latex synthétique, d'urée formol, de mélamine formol, de phénol formol ou d'un mélange des composés cités précédemment. Lorsque la toile est ainsi traitée, on parle généralement de toile

« apprêtée ».

La toile apprêtée ou ennoblie possède un grammage compris entre 150 et 1000 g/m ² .

L'invention a encore pour objet un support pour produit abrasif appliqué obtenu par le procédé précédemment décrit.

L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un produit abrasif appliqué comportant les étapes suivantes : déposer sur une face d'un support obtenu par le procédé de fabrication précédemment décrit, une couche d'encollage, - déposer sur la couche d'encollage des grains abrasifs, déposer sur les grains abrasifs une couche de surcollage, éventuellement, déposer sur la couche de surcollage une couche de supercollage, éventuellement, disposer sur ou entre les couches une ou plusieurs couches remplissant une fonction spéciale, notamment consistant en un traitement antistatique.

La couche d'encollage et les grains abrasifs peuvent être déposés ensemble sur le support lorsqu'ils ont été mélangés auparavant.

L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs, et à l'examen des figures qui suivent.

EXEMPLES

Ci-dessous figurent des exemples de composition pouvant servir de résine déperlante, c'est-à-dire de résine utilisée dans le traitement déperlant d'un support, dans la mise en œuvre du procédé selon l'invention.

Si nécessaire, la viscosité des formules présentées ci-après est diminuée par un ajout d'eau.

Exemple 1

Formule 1 à base de cire de paraffine : - 60% en masse d'une émulsion de cire de paraffine Ultralube E340 ^® de

Keim-Additec

40% en masse d'un latex styrène butadiène DL950 ^® de Dow Exemple 2

Formule 2 à base de silicone : - 50% en masse d'Elastolam VS ® de Lamberti (silicone)

50% en masse d'un latex styrène acrylique Acronal T290D ^® de BASF (styrène acrylique)

Exemple 3

Formule 3 à base de résine fluorée : - 30% en masse d'une résine fluorée AG955 ^® d'Asahi Guard (résine fluorée)

70% en masse d'une solution à 15% d'alcool polyvinylique Mowiol 20- 98 ^® de Kuraray

DESCRIPTION DES FIGURES

La figure 1 représente un rouleau gravé servant à la dépose du traitement déperlant selon un des aspects du procédé selon l'invention.

La figure 2 représente un produit abrasif appliqué selon l'invention.

La figure 3 représente un autre exemple de produit abrasif appliqué selon l'invention.

Selon un des aspects de l'invention, le procédé de fabrication d'un produit abrasif appliqué peut notamment consister en l'application d'une couche déperlante, c'est- à-dire une couche sur laquelle les grains abrasifs ne peuvent être fixés, par exemple selon l'une des formules 1, 2 ou 3, sur un support à l'aide d'un rouleau graveur 1 présentant une multitude de formes de type « losange », comme représenté sur la figure 1.

Le rouleau graveur 1 présentant une multitude de formes de type « losange » permet avantageusement d'obtenir une multitude de zones déperlantes pour la résine de fixation des grains abrasifs, permettant de ce fait de créer un motif.

Une fois le support obtenu, on procède à la fabrication du produit abrasif appliqué qui consiste alors en l'application d'une couche d'encollage puis au dépôt de grains abrasifs, notamment par électrostatisme.

De ce fait, on obtient un produit abrasif 2, comme représenté sur la figure 2, sur contenant des zones 3 dépourvues de grains, ces zones ayant subi un traitement déperlant, et des zones 4, sur lesquelles se trouvent des grains abrasifs et une résine de fixation, ces zones n'ayant pas subi de traitement déperlant.

Sur la figure 3 est représentée une portion d'une bande abrasive appliquée selon l'invention. De même que pour la figure 2, les zones 3 ont subi un traitement déperlant et sont donc dépourvues de grains abrasifs alors que les zones 4 n'ont pas subi de traitement déperlant et comprennent donc des grains abrasifs ainsi qu'une résine de fixation.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits.

L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié.