CONTROLEE ET DE FAIBLES SDRFACES SPECIFIQUES PHYSIQUE ET HgDRADLIQOE

PROCEDE DE PREPARATION ET UTILISATION

DOMAINE DE L'INVENTION

La présente invention concerne, en tant que produit industriel nouveau, une charge végétale poreuse, micronisée, peu dense, de granulométrie contrôlée et de faibles surfaces spécifiques physique et hydraulique.

Elle concerne également le procédé de préparation de ladite charge végétale, ainsi que son utilisation dans le domaine des pâtes, papiers, cartons, et non-tissés d'une part, et dans le domaine des plastiques, des composites, peinture, enduits et matériaux de construction, d'autre part. ART ANTERIEUR

L'industrie papetière et celle des non-tissés utilisent une grande variété de matières premières organiques, minérales et synthétiques, l'utilisation de ces matières premières répond à différents objectifs technico-éconσmiques en fonction des usages.

Il est par exemple bien connu que les articles pour usages sanitaires et domestiques : les serviettes hygiéniques, les essuie- tous ménagers, les mouchoirs, serviettes et nappes, les essuie-mains et articles d'essuyage industriel, les produits fluffs pour couches d bébés, pour garnitures périodiques, les articles hygiéniques de protection, les alèses absorbantes, font appel à des supports de base cellulosiques, crêpés ou non, éventuellement gauffrés, lissés, calandres et de composition adaptée pour l'obtention des propriétés exigées par le marché et qui sont : la capacité d'absorption d'eau dépendant de la structure fibreuse du matériau, de son bouffant, de sa porosité, son aptitude au crêpage, sa douceur, son élasticité, sa flexibilité, ses résistances mécaniques, ses propriétés d'aspect.

Pour pouvoir répondre à ses objectifs techniques et économiques, l'industrie papetière fait appel à différentes matières fibreuses cellulosiques ou synthétiques, d'une part, à divers adjuvants chimiques organiques, minéraux ou de synthèse, d'autre part.

Il est bien connu que la composition fibreuse d'un papier a un rôle fondamental sur son bouffant, et sur ses propriétés porométriques et d'absorption.

Dans les papiers à usages domestiques ou sanitaires, les ouates de cellulose, les articles dénommés "tissues", l'emploi de pâtes mécaniques ou chimico-mécaniques est courant. Ce sont par exemple les pâtes mécaniques de meule ou de raffineur, écrues ou blanchies, de résineux ou de feuillus, les pâtes thermomécaniques (TMP) et les pâtes chimico-mécaniques écrues ou blanchies de résineux et de feuillus (CMP ou B.CMP). Les pâtes qui connaissent l'évolution la plus spectaculaire sont les pâtes thermomécaniques écrues ou blanchies de résineux ou de feuillus (CTMP ou B.CTMP) qui sont intermédiaires entre les pâtes mécaniques et chimiques. Ces pâtes CTMP ou B.CTMP sont fabriquées à partir de copeaux de bois qui subissent- après lavage un prétraitement chimique au sulfite de sodium, un étuvage entre 120°C et 170°C, un raffinage sous pression et selon les besoins, un blanchiment au peroxyde d'hydrogène et à l'oxygène par exemple en un stade ou deux stades. le raffinage est une étape importante du procédé car la qualité finale de la pâte dépend de son niveau d'engraissement ou de raffinage également appelé indice d'égouttage. Une pâte CTMP de 15 à 25°SR est particulièrement destinée à la fabrication de papiers absorbants ou de pâte fluff. Une pâte moyennement raffinée de 30- A0°SR pourra être utilisée pour la fabrication de cartons multijets et une pâte encore plus raffinée de 40-50°SR sera plutôt utilisée pour la fabrication des papiers fins ou d'impression-écriture.

Ces pâtes mécaniques, chimico-mécaniques ou thermomécani¬ ques sont couraπment employées en mélange avec des pâtes chimiques de résineux ou de feuillus kraft ou bisulfite et il est aussi usuel d'incorporer dans la composition fibreuse un certain pourcentage de

fibres recyclées dites pâtes de vieux papiers. Le principal inconvénient du procédé CTMP [corcme d'ailleurs d'autres procédés proches : 0PC0 (procédé exploité au Canada), TCMP (traitement thermique en premier), PAX (procédé exploité aux USA), SCMP (traitement poussé au sulfite de sodium)] est sa consommation élevée d'énergie, qui peut varier, selon le niveau de raffinage requis, de 2400 à plus de 3000 kWh par tonne de pâte.

Les pâtes mécaniques traditionnelles ont des caractéristiques variables de par leur teneur en fibres, bûchettes et fines et cette forte hétérogénéité de la composition a une influence sur l'homogénéité de la formation, sur la régularité des propriétés physiques et optiques et ces pâtes ralentissent l'égouttage.

Les pâtes chimiques au bisulfite, plus riches en hémicelluloses que les pâtes krafts, sont également employées pour la fabrication d'articles domestiques et sanitaires. Les pâtes fluffs sont plus résistantes que les pâtes chimico-mécaniques mais avec des propriétés hydrophiles bien moins intéressantes. Les pâtes au bisulfite sont obtenues à partir d'un procédé complexe et coûteux.

Toutes ces pâtes papetières de cellulose ont des surfaces spécifiques supérieures à 1 m ² /g. A titre d'exemple, selon le degré d'engraissement (entre 20°SR et 50°SR), les surfaces spécifiqties d'une pâte de fibres de résineux blanchies varient entre 1,3 et 4 m ² /g.

La capacité d'absorption d'un papier peut être également améliorée par l'incorporation d'adjuvants chimiques comme les agents mouillants : les éthers polyglycolique de nonyl-phénol, d'octyl- phénol, d'alcools gras, les éthers polyglycoliques mixtes éthylène- propylène, d'acides gras et dérivés, les esters de sorbitan, de polyglycols, de glycérol, l'acide alkyl-aryl-sulfonique, le laurylsulfate d'ammonium, le lauryléthersulfate d'aπmonium, les esters phosphoriques, les aminés grasses éthoxylées, les dérivés d'ammonium quaternaires par exemple, mais ces additifs, chers, sont générateurs de mousses et peuvent donc perturber le déroulement de

la fabrication du matériau.

L'usage de fibres synthétiques, de coût bien plus élevé que celui des fibres de cellulose, n'est réservé qu'à certaines applications spéciales et leur emploi fait appel à des conditions de procédé particulières pour la régularité souhaitée de la formation de la feuille.

En 1986, sont apparus les agents super absorbants permettant notamment la réduction de la quantité de pâte fluff dans les couches pour bébés, les garnitures périodiques, les articles d'hygiène, mais ces polymères tels que ceux fabriqués par Nippon Shokubai Kegaku, Sanyo Chemical, ao, Arakawa Chemical au Japon ou Alco Chemical aux USA, affectent sensiblement le coût de revient du matériau final.

La fabrication de papiers et cartons et notaπment celle des papiers à usages domestiques et sanitaires ou pour certaines applications industrielles coπme les papiers pour imprégnation de résines, fait aussi appel à divers additifs pour la modification des propriétés optiques. Ce sont, par exemple, les matières colorantes classiques de l'industrie papetière qui appartiennent à 3 groupes : les colorants basiques à caractère cationique possédant une affinité particulièrement élevée pour les matières fibreuses écrues et les pâtes mécaniques, les colorants acides anioniques, les colorants directs ou substantifs avec charge anionique ou cationique.

Il est aussi usuel d'utiliser des charges opacifiantes coπme l'oxyde de titane. L'emploi de ces adjuvants, qui jouent sur les propriétés d'aspect du matériau, exigent des adaptations de procédé pour fixer correctement ces matières sur les fibres (agents de rétention anioniques ou cationiques, réglage du pH etc..) et ceci, afin de réduire les pertes et la pollution.

Les fabricants de papiers et cartons incorporent également dans la suspension fibreuse, différents adjuvants classiques de masse pour le renforcement des propriétés à l'état sec et humide canne par exemple, les liants organiques naturels ou synthétiques anioniques ou cationiques, notamment les produits amylacés, les alcools polyviπyliques, les latex, les protéines végétales, les

esters cellulosiques, les résines urée-formol et mélamine-for ol, le glyoxal, les polyalkylèneamines notamment cationiques et réticulées, les produits de condensation de raélamine formaldéhyde et d'acide amino-caproïque, les polyacrylamides... Ces adjuvants de masse peuvent être également utilisés pour l'obtention de caractéristiques particulières concernant l'aspect : πuançage, azurage, coloration, effet de surface spécial, ou des additifs favorables à la stabilité dimensionnelle, l'inertie, les agents fongicides, bactéricides ou ignifuges. La fabrication de certains papiers spéciaux fait aussi appel à des réactifs chimiques pour l'identification ou l'infalsification des papiers. Tous ces produits sont en règle générale incorporés directement dans la masse avec la nécessité de bien les retenir dans la texture fibreuse pour réduire les pertes matières au cours de l'opération d'égouttage et de la formation de la feuille mais aussi pour réduire la pollution : on utilise également des charges minérales et organiques qui, en règle générale, améliorent le séchage de la feuille, donc la productivité, mais au détriment de la main et de la rigidité.

Les charges minérales classiques coπme par exemple le kaolin, le carbonate de calcium, le talc qui sont de densité élevée et supérieure à celle de la cellulose, ne jouent pas sur le pouvoir absorbant du matériau dans lequel elles sont introduites. Leur bonne fixation sur la texture fibreuse exige aussi des additifs de rétention ou spéciaux. On sait aussi que les fabricants de papier et carton et notamment ceux qui sont intégrés à leur matière première mais aussi ceux qui utilisent des fibres recyclées ou des vieux papiers rencontrent souvent des difficultés de production liées à la présence, dans la masse, de matières organiques ou minérales en suspension ou de polluants qui encrassent les habillages et les presses humides et qui affectent la productivité. Les fabricants de papier et carton recherchent aussi pour certaines applications une augmentation de la porosité du papier mais ce résultat est souvent difficile à atteindre ou est obtenu en soulevant d'autres problèmes tels que : peluchage et diminution des résistances mécaniques.

La fabrication des composites, des enduits et des matériaux de construction fait aussi appel à une grande variété de matières organiques, minérales, végétales naturelles ou synthétiques pour l'obtention de caractéristiques spécifiques mais ces matériaux ne sont pas réalisés à partir de charges végétales particulières pour être favorables à la fixation de polymères, de résines et/ou qui peuvent conférer des propriétés techniques et économiques intéressantes au matériau final comme les propriétés d'isolation phonique, les propriétés thermiques et électriques. On connaît de la demande internationale déposée le

14 décembre 1988 sous le No PCT/FR 88/00610 (sous le bénéfice d'une priorité française No 87 17 400 du 14 décembre 1987), opposable uniquement au titre de la nouveauté et non de l'activité inventive, un procédé de préparation par voie papetière d'un matériau fibreux ou en feuille, ledit procédé, qui comprend l'introduction d'une charge végétale pulvérulente dans une dispersion aqueuse contenant des fibres, étant caractérisé en ce que ladite charge végétale est micronisée, a une densité inférieure à 500 kg/m^ et a une granulométrie telle que (i) au moins 95 % en poids des particules de ladite charge végétale ont des dimensions inférieures à 150 micromètres, et (ii) au plus 80 % en poids des particules de ladite charge végétale ont des dimensions supérieures à 10 micromètres.

De façon avantageuse la charge végétale micronisée selon ladite demande internationale a une densité inférieure à 300 kg/πr et est obtenue par une opération de broyage-micronisation à partir de déchets végétaux ayant une granulométrie moyenne inférieure à 5 mm et une humidité résiduelle inférieure à 20 % .

On sait que l'on a déjà signalé dans le passé la possibilité d'utiliser de la poudre ou farine de bois en tant que charge introduite dans la masse ou déposée en surface par couchage lors de la fabrication de papiers et cartons.

On sait notamment que le résumé No 8739 de la revue ABSTRACT BULLETIN 0F THE INSTITUTE 0F PAPER CHEMISTRY, 48, (No 8), page 938, (février 1978), le brevet US-A-3184373 et le brevet

allemand DE-C-41 675 prévoient l'incorporation de poudre de bois dans la masse fibreuse.

Le résumé No 8739 précité préconise, pour la fabrication de panneaux électriquement isolants, l'utilisation d'un mélange de 70-95 % en poids de pâte cellulosique (fibres kraft) et de 30-5 % en poids de farine de bois, ces panneaux étant signalés comme étant plus absorbants vis-à-vis des huiles et plus résistants aux décharges superficielles. Ce document ne décrit ni ne suggère l'utilisation d'une charge végétale ayant la granulométrie. et densité spécifiques de la présente invention.

Le brevet US-A-3 184 373 concerne l'amélioration de la rétention de charges dans les papiers et cartons au moyen d'un agent de rétention tel que la polyéthylèneimine, les résines mélamine- formaldéhyde et les résines urée-formaldéhyde, lesdites "charges" étant définies (voir colonne 2, lignes 3-34) coπme étant des substances solides ou liquides et comprenant notamment les charges minérales papetières proprement dites, les poudres métalliques, les poudre de résines thermodurcissables, les résines thermoplastiques, les liants, les floculants et la poudre de bois (voir colonne 2, ligne 27). La granulométrie desdites "charges" est signalée comme étant comprise entre ^' 60 mesh et 2 000 mesh (voir colonne 1, lignes 70-71). Toutefois, le document US-A-3184 373 ne donne aucun exemple illustrant l'utilisation de ladite poudre de bois introduite dans la masse; de plus il ne décrit ni ne suggère la granulométrie et la densité spécifiques de la charge végétale selon l'invention.

Le document DE-C-415 675 propose un procédé d'encollage selon lequel on incorpore à une suspension aqueuse de fibres (i) une dispersion colloïdale d'une substance submicronique (c'est-à-dire d'une granulométrie inférieure à 1 micromètre) contenant de la cellulose et provenant du broyage de bois ou de paille, puis (ii) un floculant. Ladite substance submicronique, qui présente donc une granulométrie nettement inférieure à celle de la charge végétale selon l'invention, remplit un rôle totalement différent de celui de ladite charge végétale ; en effet ladite substance submicronique est

présentée dans DE-C-415 675 coπme diminuant la porosité du papier résultant en obturant et/ou remplissant les pores de la nappe fibreuse, alors que selon l'invention on recherche l'augmentation de la porosité. On connaît par ailleurs des techniques de revêtement (sur support non fibreux) ou de surfaçage (sur support fibreux en feuille tel que les papiers et cartons), no aπment du brevet belge BE-A-425 432, de la demande internationale PCT publiée W) 86/05195 et du brevet britannique GB-A-1 464 381, selon lesquelles on enduit un support avec une composition contenant de la poudre de bois. Il se trouve que ces techniques ne décrivent ni ne suggèrent l'incorporation dans la masse fibreuse de la charge végétale de granulométrie et densité spécifique suivant l'invention.

On connaît en outre, notaπroent du résumé No 1523 de la revue ABSTRACT BULLETIN OF THE IN5TITUTE 0F PAPER CHEMISTRY, 58

(No 2), page 184 (août 1987), du résumé No 7191, ibidem 55 (No 6), page 754, (décembre 1984), et de la demande de brevet publiée FR-A-2 612 828 (qui a été rendue publique le 30.09.1988) des produits susceptibles d'être incorporés dans les papiers et cartons, contenant de la cellulose et obtenus par traitement physico-chimiques de copeaux de bois ou de fibres cellulosiques. Lesdits produits contenant de la cellulose ont une composition différente de celle de la source végétale ou fibreuse dont ils dérivent. En effet les traitements physiques et chimiques auxquels a été soumise ladite source ne conservent pas l'intégrité des composants de ladite source. Plus précisément, le résxmé No 1523 précité décrit l'obtention de cellulose sous forme de particules micronisées (ayant une granulométrie comprise entre 5 et 75 micromètres et un degré de cristallinité supérieur à 65 %) par un traitement hydrolytique de pâtes cellulosiques. La cellulose ainsi obtenue est différente de la composition de la charge végétale selon l'invention eu égard à la nature des composants de cette dernière.

Le résumé No 7191 précité décrit l'utilisation de

cellulose microfibrillée pour la réalisation d'enduits de revêtement. Là encore les microfibrilles de cellulose sont différentes par leur structure et leur composition de la charge végétale selon l'invention. Le document FR-A-2 612 828 est déceptif en ce sens que sa revendication 1, telle que publiée, fait état de l'utilisation de particules de bois dans la préparation de feuilles fibreuses, alors qu'il s'agit en fait de l'utilisation d'un extrait, sous forme pulvérulente, obtenu par traitement de poudre de bois, ledit traitement comprenant (voir description de ce document de la page 1, ligne 28, à la page 2, ligne 12) notamnent (i) l'imprégnation de la poudre de bois avec un agent chimique liquide approprié, (ii) l'autolyse éclair (ou 1'antohydrolyse éclair) de la poudre de bois ainsi imprégnée sous une pression supérieure ou égale à 30 bars à une température supérieure ou égale à 230°C pendant au moins 90 secondes, puis une détente rapide (brutale), (iii) le lavage du produit résultant avec l'eau ou un mélange eau-dioxanne afin d'éliminer les hémicelluloses et la majeure partie de la lignine, des acides gras et des acides résiniques, puis (iv) le séchage du produit pulvérulent ainsi extrait contenant des matières insolubles dans l'eau et dépourvu de matières hydrosolubles.

La présente invention se différencie de l'enseignement desdits résumés No 1523 et No 7191 et dudit document FR-A-2 612 828 par le fait que la charge végétale, dont on préconise l'utilisation dans la masse, a conservé substantiellement la totalité des composants de la source végétale; dans la charge végétale selon l'invention seules la teneur en eau et la teneur en substances volatiles (telle que les essences de bas point d'ébullition) ont pu être affectées par rapport à la source végétale de départ. Ainsi si la source végétale est le bois on va retrouver dans la charge végétale pratiquement tous les composants du bois tels que décrits dans l'ouvrage de FEN3EL et al., W00D CHEMESTRY ULTRASTRUCTURE REACTIONS, pages 26-33, éditeur D. GRUYTER (1984), incorporé ici à titre de référence.

OBJET DE L'INamON

La présente invention préconise une nouvelle solution technique qui fait appel à une charge végétale micronisée de caractéristiques particulières pour une utilisation dans la fabrication des pâtes, papiers, cartons, non-tissés, plastiques, composites, peintures, enduits et matériaux de construction.

Cette charge végétale est obtenue pour des raisons économiques à partir de déchets végétaux qui peuvent être principalement des déchets de bois. La nouvelle charge végétale poreuse micronisée que l'on préconise suivant l'invention est caractérisée en ce que,

(1) à une teneur en humidité résiduelle inférieure à 20 % et de préférence inférieure à 15 %, elle présente (la) une granulométrie dnc inférieure à 200 micro- mètres (c'est-à-dire que au moins 95 % en poids des particules de ladite charge végéta¬ le passent à travers un tamis à mailles car¬ rées d'ouverture 200 x 200 micromètres), (1b) une surface spécifique physique inférieure à 2 m ² /g,

(le) une surface spécifique hydraulique inférieure à 2 m ² /g, et (ld) une densité inférieure à 500 kg/πr et de pré¬ férence inférieure ou égale à 300 kg/πr; et, (2) elle a été obtenue par broyage-micronisation à une température inférieure à 150°C et de préfé¬ rence à une température inférieure ou égale à 100°C. Cette nouvelle charge suivant l'invention est préparée selon un procédé qui est caractérisé en ce que l'on soumet une source végétale à microniser, à une opération de broyage-micronisation à une température inférieure à 150°C, de préférence à une température inférieure ou égale à 100°C, et mieux à une température inférieure ou égale à 70°C.

De façon avantageuse, pour la micronisation finale,on pourra partir d'une source végétale ayant subi un traitement préalable pour une granulométrie moyenne inférieure ou égale à 5 mm évaluée à une humidité résiduelle inférieure à 20 %. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVΘîTION

Une des caractéristiques fondamentales de l'invention réside dans le fait que la charge végétale micronisée a, à une teneur en humidité résiduelle inférieure à 20 % et de préférence inférieure à 15 % en poids par rapport au poids total de ladite charge végétale, une granulométrie d^ inférieure à 200 micromètres, et de préférence ^• une granulométrie dn^ inférieure ou égale à 150 micromètres [c'est-à- dire que dans ce dernier cas au moins 95 % des particules (pourcentage exprimé en poids) traversent un tamis à mailles carrées en acier inoxydable d'ouverture 150 x 150 micro- mètres, selon la norme française NF X 11501].

En pratique au moins 80% en poids des particules ont une granulométrie moyenne supérieure à 10 micromètres.

Suivant une autre caractéristique, la charge végétale selon l'invention a, à une teneur en humidité résiduelle inférieure à 20 % et de préférence inférieure à 15 % en poids par rapport au poids total de ladite charge végétale, une surface spécifique physique et une surface spécifique hydraulique inférieures à 2 m ² /g et de préférence inférieures à 1 πr/g.

La surface spécifique physique peut être déterminée au moyen d'un porosimètre à mercure tel que l'appareil "Micrometric 9200" qui peut atteindre une pression maximale de 60 000 psi (soit environ 4,137 x 10° Pa). Cette technique permet essentiellement la détermination des dimensions et des quantités des espaces vides et des pores (ouverts) du matériau poreux ainsi que sa surface spécifique et sa densité. La pénétration du mercure s'effectue en iπmergeant le matériau dans le mercure et en augmentant l'impression isostatique.

La relation entre le diamètre D des pores et la pression appliquée P est donnée par l'équation :

(1) D = -4TP ^"1 cosA où T = tension superficielle du mercure, A ≈ angle de contact du mercure avec le matériau. Cette surface spécifique physique peut également être mesurée par la méthode BET (désignée par les initiales des auteurs Brunauer, Eknett, Teller) par adsorption de krypton dans l'azote liquide.

La surface spécifique hydraulique est déterminée par la méthode Pulmac à partir des équations : (2) Rp = A ² D _p /q( )v

(3) c = /AL

(4) (c/ p) ¹ / ³ = (l/kS _h ² ) ¹ / ³ (l-vc) où ^ = résistance spécifique d'une éprouvette constituée par une matière à tester, à se faire traverser par un fluide (eau), exprimée en cm/g, A = surface de l'éprouvette exprimée en cm ² , D = variation de pression exprimée en dynes/cm ² [une dyne correspond à 10 ^" N], q = débit exprimé en cm ² /s, = poids de l'éprouvette exprimé en g, v = viscosité exprimée en poises (g/cm/s) [une poise correspond à 0,1 Pa.s], L = épaisseur de l'éprouvette exprimée en cm, k = constante, S^ = surface spécifique hydraulique de la matière à tester exprimée en cπr/g, v = volume spécifique de la matière à tester exprimé en cπr/g, et c = densité de l'éprouvette à tester exprimée en g/cm ³ . La surface spécifique hydraulique est, compte tenu des équations 2-4, donnée par la relation : (5) Sh = [(l-vW/AL) ³ A ² D _p /qWvck] ^{1 2}

Une surface spécifique physique ou hydraulique inférieure à 2 m"/g e-, mieux inférieure à 1 πr/g, qui est notamment inférieure à celle mesurée sur les fibres de cellulose constitue une caractéristique importante sur le plan de l'égouttage. On a en effet constaté nue plus les surfaces spécifiques physique et hydraulique sont faibles, c'est-à-dire inférieures à 1 πr/g, plus l'égouttage est amélioré.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la densité de la charge végétale micronisée, mesurée au moyen d'un porosimètre à mercure, à une teneur en humidité résiduelle inférieure à 20 % et de préférence inférieure à 15 % en poids par rapport au poids total de ladite charge végétale, est inférieure à 500 kg/m ³ et de préférence inférieure à 300 kg/m ³ .

On a constaté de façon surprenante que la charge végétale micronisée selon l'invention possède un fort pouvoir adsorbant ou absorbant.

ComDte tenu de cette propriété, on préconise selon l'invention d'utiliser la présente charge végétale micronisée en tant qυe support, véhicule ou fixateur de divers adjuvants classiques ou spéciaux de masse de l'industrie papetière afin d'améliorer l'homogénéisation, la répartition et la rétention dans la texture fibreuse desdits adjuvants. Ces adjuvants peuvent être introduits direct ment dans la pâte fibreuse renfermant la charge végétale micronisée ou de préférence dans ladite charge végétale micronisée a^ant l'incorporation de celle-ci dans la suspension aqueuse de fibres. Le fort pouvoir adsorbant ou absorbant de la charge végétale micronisée selon l'invention est avantageusement exploité pour le renforcement des propriétés mécaniques à l'état sec et à l'état humide par la fixation sur ladite charge végétale micronisée de polymères, liants, résines organiques naturels ou synthétiques. Ce fort pouvoir adsorbant ou absorbant peut aussi être utilisé pour la modification de l'aspect du matériau et de ses propriétés optiques en fixant sur ladite charge végétale micronisée des colorants, des agents de nuançage, des agents d'azurage, des agents fluorescents ou encore des réactifs chimiques spécifiques.

Le fnrt pouvoir adsorbant ou absorbant peut être avantageusement utilisé dans le domaine de l'identification ou de 1'iufalsification des papiers et notamment des papiers dits de sécurité. La charge végétale micronisée peut également fixer certains additifs particuliers tels que les moyens bactéricides, les moyens fongicides et les enzymes afin de conférer au matériau fini les caractéristiαues spéciales recherchées telles que l'imputrescibilité; la fixation d'enzymes, de protéines, d'anticorps ou d'antigènes est également utile dans le. domaine des dosages microbiologiques mettant en oeuvre notamment des réactions du type antigène/anticorps. Le fort pouvoir adsorbant ou absorbant de la charge végétale micronisée selon l'invention est également utile pour la fixation des huiles et matières grasses et notamment permettre ainsi la fabrication de matériaux pour l'emballage, l'essuyage ou encore la lutte contre la pollution. e fort pouvoir adsorbant ou absorbant de la charge végétale micronisée selon l'invention permet également de fixer les matières organiques et/ou minérales en suspension dans la pâte telles que la poix, les substances poisseuses et les autres polluants indésirables susceptibles de perturber la productivité par encrassement des habillages, des presses humides, d'une part, et susceptibles de perturber sur machines à papier et/ou carton la production en raison du poudrage et du peluchage des nappes fibreuses.

On a également découvert de façon surprenante que la charge végétale micronisée selon l'invention peut être soumise à un traitement chimique, notaπment à une opération de blanchiment suivant une technique papetière classique,sans donner lieu à une quelconque réagglomération.

Ainsi, la charge végétale micronisée selon l'invention peut être soumise à un traitement chimique ou associée à une matière organique ou minérale, naturelle ou synthétique pour conférer à ladite charge végétale micronisée des caractéristiques d'aspect qu'elle n'a pas à l'état naturel et pour modifier les propriétés optiαues de ladite charge végétale micronisée ou de tout matériau renfermant ladite charge végétale micronisée. Ces caractéristiques

d'aspect portent notanment sur la blancheur, l'opacité, la couleur et la régularité de surface. Par traitement chimique, on entend notamment ici le blanchiment, la coloration ou encore tout mélange avec une matière minérale ou organique, naturelle ou synthétique, telle que par exemple l'oxyde de titane utilisé comme moyen augmentant l'opacité.

La charge végétale micronisée selon l'invention améliore le bouffant des matériaux fibreux la renfermant notamment les papiers et cartons et est favorable à la rigidité desdits papiers et cartons.

Dans les applications pâtes fluffs pour produits à usages domestiques et sanitaires, la charge végétale micronisée selon l'invention permet, après incorporation à la suspension aqueuse de fibres, une diminution du poudrage et du peluchage significative par conparaison avec les autres solutions classiques mettant en oeuvre des pâtes fluffs mécaniqi.ie≈ ^; , chimicomécaniques et chimicothermo- mécaniques.

Pour l'obtention de la charge végétale micronisée selon l'invention, toutes les sources végétales conviennent, en particulier les essences de bois de résineux tels que sapin, pin, épicéa, les bois de feuillus tels que bouleau, hêtre, charme, châtaigner, et autres. Pour des raisons essentiellement économiques, la source végétale proviendra de déchets végétaux et notamment de déchets de bois. Les déchets de bois peuvent par exemple provenir de l'exploitation forestière (écorcεs, souches, rémanents, cimes, petites branches qui représentent globalement 65 en poids de l'arbre sur pied), de l'industrie de première ou seconde transformation du bois, de l'industrie du sciage, du rabotage, du placage (croûtes, délignures, sciures, copeaux de rabotage, chutes d'usinage, de tronçonnage, de tranchage, de déroulage et de massicotage en parqueterie, menuiserie industrielle, ébénisterie, fabrication de panneaux de particules et de panneaux fibreux). Les déchets de bois utilisables coπme source végétale peuvent également provenir des industries de l'utilisation ou transformation de produits en bois en particulier d'emballages légers en bois (cageots, cagettes, caissettes, plateaux), et d'emballages lourds en bois

(caisses, palettes, bois de démollition et de chantier et analogues). Les déchets de bois peuvent également venir des installations de production de pâtes chimiques, ces installations produisent des sciures, de petits copeaux ou allumettes, qui en règle générale doivent être éliminés pour ne pas affecter les -rendements des cuissons et la qualité de ladite pâte. La source végétale peut également provenir de déchets végétaux provenant de la récolte de céréales tels que notamment les raffles de maïs.

Lors de la mise en oeuvre du procédé de préparation de l'invention pour la préparation de la charge végétale micronisée, il est important-de procéder à l'opération de broyage-micronisation à une température inférieure à 150°C. Au-dessus de 150°C, l'.opération de broyage-micronisation dénature profondément la composition de la source végétale et de la charge végétale résultante, la dénaturation par traitement thermique au-dessus de 150°C étant susceptible de conduire à la réagglomération de ladite charge végétale micronisée. De plus, l'opération de broyage-micronisation à une température de l'ordre de 200-400°C est susceptible de provoquer l'inflaπmation de la source et de la charge végétales. De préférence, la température de broyage-micronisation sera inférieure ou égale à 100°C, et mieux ladite température sera inférieure ou égale à 70°C.

Coπme indiqité plus haut, en fonction des applications recherchées, la charge végétale micronisée selon l'invention de couleur naturelle écrue peut être soumise à un traitement de blanchiment classique dans le domaine de la papeterie afin d'obtenir une charge végétale ayant une blancheur souhaitée se situant par exemple entre 60 et 90 degrés de blanc (la mesure du degré de blanc étant réalisée conformément à la détermination du facteur de réflectance diffuse des papiers et cartons selon la norme française Q 03039; ledit degré de blanc étant exprimé en pourcentage par rapport à un témoin ayant pour valeur 100 %).

Selon un autr≈ aspect de l'invention, la charge végétale micronisée écrue peut être soumise à un traitement de coloration avec des colorants classiques de la papeterie, notaπment au moyen de

colorants basiques cationiques possédant une bonne affinité vis-à-vis des matières végétales écrues.

Ces différents traitements peuvent être réalisés soit après la πiicronisation, soit encore lors de l'utilisation de ladite charge végétale micronisée.

Par le terme "matériau" on entend ici tout produit papetier tel que pâte, papier, carton, en feuilles, rouleaux ou tout autre forme de complexes et particulièrement tout produit pour usage domestique et sanitaire dit "plat" présenté en feuilles ou bobines, ou tout produit dit "fluff" c'est-à-dire tout produit complexe composé de divers ingrédients disposés autour ou dans un matelas absorbant composé partiellement ou en totalité de pâtes de bois défibrés "fluff", d'une part, et tout produit non papetier choisi parmi l'ensemble constitué par les composites, les peintures, les enduits, les revêtements et articles de construction, d'autre part.

Une des particularités importantes de cette nouvelle charge végétale micronisée, est son excellente aptitude à se disperser ou s'empâter dans l'eau à des concentrations très variables, et cette particularité sera notamment avantageusement exploitée selon l'invention pour la coloration de la charge végétale avec de faibles quantités d'eau (l'empâtage charge végétale/colorant peut être réalisé à une concentration supérieure à 60 % et notaπment à une concentration de 70-80 %). Cette particularité sera avanta-geusement exploitée selon l'invention pour la fabrication de pein-tures, enduits ou solutions (aqueuses ou non-aqueuses) pour impré-gnation ou couchage, d'une part, mais encore pour la fabrication de composites ou matériaux colorés de faible densité, d'autre part.

Ainsi, la charge végétale micronisée selon l'invention pourra être associée, en tant que charge papetière, à d'autres adjuvants classiques de l'industrie du papier et du carton, tels que notamment les charges minérales, les agents de collage, les résines et polymères de renforcement des propriétés mécaniques à l'état sec ou humide, les agents de rétention etc...

La charge végétale micronisée selon l'invention peut être associée à toutes les fibres papetières organiques ou synthétiques,

que le≈-dites fibres papetières soient seules ou mélangées entre elles. Il est donc notamment possible d'introduire la charge végétale micronisée selon l'invention dans un mélange de fibres constituées de fibres cellulosiques dites de récupération ou dans un mélange de fibres cellulosiques de récupération et de fibres cellulosiques nobles.

Comme indiqué plus haut, la charge végétale micronisée selon l'invention peut être introduite dans la pâte avant la fabrication de feuilles fibreuses, ou dans la suspension aqueuse de fibres au niveau des circuits de tête de la machine à papier lors de la fabrication desdites feuilles fibreuses. De plus, ladite charge végétale micronisée peut être incorporée dans la pâte avant ou après raffinage de ladite pâte.

Tous les dispositifs connus pour la fabrication des feuilles fibreuses, telles que papiers, cartons et non-tissés, conviennent pour l'utilisation de la charge végétale micronisée selon l'invention, comme par exemple les machines à une table ou à plusieurs tables plates, les machines à formation mono-jet ou multi- jets, les machines à formation inclinée ou verticale. Le rapport pondéral charge végétale pulvérulente/fibres selon l'invention se situera généralement dans la gamme allant de 1/lHO à 6/1. On utilisera avantageusement pour la fabrication de papiers d'emballage un rapport pondéral charge végétale/fibres dans la gaπme de 1/1^0 à 2/10 (et mieux de 1/100 à 1/10), pour celle de supports d'impression-écriture un rapport pondéral dans la gamme de 0,3/10 à 5/10 (et mieux de 0,3/10 à 2/10), pour celle des cartons un rapport pondéral dans la gamme de 0,5/10 à 5/10, pour celle de papiers pour imprégnation un rapport pondéral dans la gamme de 1,5/10 à 5/10 (et mieux de 2/10 à 3/10) et pour celle des papiers spéciaux un rapport pondéral dans la gaπme de 6/100 à 6/1 (et mieux de 3/10 à 8/10).

Les fibres utilisables pour ces diverses applications sont notamment les fibres organiques naturelles ou synthétiques comme les fibres cellulosiques, les fibres de polyamide, les fibres de

polyester, les fibres de polyalkylène, les fibres de polyacrylate, les fibres minérales comme les fibres de verre, les fibres de céramique, les fibres de gypse aciculaire, les fibres de carbone et la laine de roche, et enfin les fibres de régénération de la cellulose. Ces fibres peuvent être utilisées seules ou en mélange. Les fibres les plus couraπment employées seront les fibres cellulosiques provenant des pâtes chimiques kraft ou bisulfite, des pâtes mécaniques, thermomécaniques ou chi ico-thermomécaniques. Ces pâtes produites à partir des essences de résineux ou de feuillus peuvent être écrues, mi-blanchies ou blanchies.

Il est aussi possible d'utiliser des pâtes cellulosiques dites de récupération provenant de vieux papiers (tels que supports d'impression-écriture, journaux, caisses en carton, papiers d'emballage, magazines et analogues), seules ou en association avec des fibres cellulosiques nobles, comme indiqué plus haut.

Selon l'invention, les charges végétales de granulométrie contrôlée peuvent être associées à d'autres charges minérales organiques ou synthétiques ou leurs mélanges, ces charges ou pigments usuels ou spéciaux de la papeterie sont ceux qui ont déjà été cités ci-dessus.

En pratique, selon l'invention, la charge végétale va remplacer une partie de l'ingrédient essentiel du matériau, à savoir les fibres dans le domaine papetier, d'une part, et va pouvoir remplacer la totalité ou une fraction seulement de la charge usuelle notaπment minérale du matériau, d'autre part.

Ainsi, la charge végétale micronisée peut également intervenir utilement dans la composition des papiers domestiques et sanitaires en remplacement d'une partie ou de la totalité des pâtes mécaniques, thermomécaniques et CTMP. Pour une bonne optimisation, quand on utilise un mélange fibreux constitué par une pâte chimique en association ou non avec des fibres de vieux papiers et des charges minérales, on recommande d'utiliser avantageusement 5 à 25 % en poids de charge végétale micronisée par rapport au poids des fibres. On a en effet constaté que l'utilisation de 5 à 25 % en poids de charge végétale micronisée

par rapport au poids des fibres a une influence très favorable sur la qualité globale du produit fini, notamment en ce qui concerne les propriétés d'absorption et ceci à un coût de revient plus intéressant. La charge végétale micronisée peut aussi remplacer notaπment

5 à 25 % en poids de la pâte TMP et CTMP lors de la fabrication d'un papier journal avec un effet bénéfique sur le plan de la productivité sans nuire aux propriétés essentiellement recherchées pour ce.type de produit, à savoir : la main, la résistance à la déchirure, la résistance à la traction, la rugosité de surface et la résistance de surface pour une bonne imprimabilité. Les propriétés de surface et d'absorption de la charge végétale micronisée permettent aussi une fixation préalable de l'agent liant, principalement les liants amylacés, sur la charge végétale pour l'optimisation globale des performances mécaniques du produit final.

La charge végétale micronisée selon l'invention, confère une amélioration du bouffant et de la rigidité des papiers d'emballage avec un impact très favorable sur le coût de revient. Selon la destination : fabrication de feuilles fibreuses kraft, écrues ou blancnies, fabrication d'emballages souples, de pochettes, enveloppes, "krafts liner" et "tests liner", l'on recommande d'utiliser 3 à 15 en poids de charge végétale micronisée selon l'invention, par rapport au poids des fibres.

La charge végétale est aussi intéresessante dans la fabrication des papiers impression-écriture avec ou sans bois, les papiers pour magazine, les papiers L.W.C. Dans ce cas, ladite charge végétale permet notaπment la régulation de la formation de la feuille fibreuse tout en favorisant le bouffant et l'opacité.

La fabrication des cartons multi-jets est également dans le domaine où la charge végétale selon l'invention satisfait favorablement un grand nombre d'applications importantes notamment en ce qui concerne les plans technique et économique. Dans ce cas d'utilisation, l'on recommande d'utiliser 3 à 30 % en poids de ladite charge végétale micronisée, éventuellement associée à un liant amylacé, pour l'amélioration du bouffant et la rigidité.

La charge végétale micronisée selon l'invention offre l'avantage de se disperser ou de s'empâter très facilement dans l'eau sans additif particulier, notamment jusqu'à des concentrations pouvant atteindre 85 % d'extrait sec. Cette propriété est avantageu- sèment utilisée dans le rlo aine de la coloration de ladite charge végétale, d'une part, et dans la fabrication de peintures et enduits comportant ladite charge végétale. Pour ce type d'application, la charge végétale écrue, blanchie ou colorée confère au matériau dans lequel elle est introduite ou sur lequel elle est appliquée, des propriétés particulières d'aspect, de bouffant, d'opacité et peut, selon les besoins, contribuer à l'amélioration des propriétés d'isolation phonique, thermique et électrique.

Dans le domaine de la fabrication des papiers pour panneaux stratifiés, l'on préconise l'utilisation de 8 à 30 % en poids de ladite charge végétale micronisée selon l'invention, pour avoir un effet très favorable sur la qualité- (meilleure absorption) et la diminution des coûts de production. -

La charge végétale objet de l'invention peut également apporter un certain nombre d'avantages dans la fabrication des papiers de filtration : homogénéité des propriétés porométriques, augmentation du pouvoir absorbant, diminution du peluchage, poudrage, par une meilleure optimisation du raffinage et réduction du coût de composition, car ces papiers sont produits à partir de pâtes spéciales chères et de mise en oeuvre délicate. II est aussi avantageux pour la fabrication de papiers et cartons avec pâtes intégrées, d'incorporer dans les circuits de tête de machine, un faible pourcentage de charge végétale objet de l'invention, pour minimiser les problèmes d'encrassement des habillages et de peluchage aux presses humides. Pour cet usage, la quantité introduite de charges végétales que l'on préconise est notamment de 2 à 8 % par rapport au poids des fibres. A cette quantité et à un niveau de raffinage adapté, les charges végétales peuvent aussi augmenter la porosité des papiers et ce résultat est apprécié pour la fabrication de certains krafts d'emballage, comme notamment les krafts pour sacs de grande contenance.

En pratique, selon l'invention, la charge végétale micronisée va remplacer une partie de l'ingrédient essentiel du matériau, à savoir les fibres papetières, d'une part, mais aussi selon la destination, une partie des autres ingrédients de la composition de la feuille fibreuse tels que les charges, les pigments minéraux et organiques, les agents opacifiants et analogues, d'autre part.

Le procédé de préparation par voie papetière d'une feuille fibreuse que l'on préconise selon l'invention et qui comprend la mise en dispersion aqueuse de fibres et d'une charge végétale micronisée, est caractérisé . en ce que ladite charge végétale poreuse et micronisée

(1) présente, à une teneur en humidité résiduelle inférieure à 20 % et de préférence inférieure à 15 %, (la) une granulométrie dg^ inférieure à 200 micro¬ mètres (c'est-à-dire que au moins 95 % en poids des particules de ladite charge végéta¬ le passent à travers un tamis à mailles car¬ rées d'ouverture 200 x 200 micromètres), (lb) une surface spécifique physique inférieu¬ re à 2 m ² /g, (le) une surface spécifique hydraulique inférieure à 2 πr/g, et (Id) une densité inférieure à 500 kg/m et de pré- férence inférieure ou égale à 300 kg/m ³ ; et,

(2) et a été obtenue par broyage-micronisation à une température inférieure à 150°C et de préférence à une température inférieure ou égale à 100°C.

Dans ce procédé de préparation, la charge végétale a été préalablement incorporée à la pâte fibreuse ou est introduite dans la suspension aqueuse de fibres au cours des opérations de fabrication du matériau.

De plus, ladite charge végétale est susceptible d'avoir été blanchie, colorée ou d'avoir subie un traitement chimique particulier pour l'obtention de propriétés spécifiques.

23

Dans le tableau A qui suit, on a consigné par commodité les unités et les normes concernant l'évaluation des caractéristiques des papiers et cartons.

TABLEAU A NORMES ET UNITES

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mieux compris à la lecture qui va suivre d'exemples de préparation nullement limitatifs mais donnés à titre d'illustration. PREMIERE SERIE D'ESSAIS COMPARATIFS

On a évalué l'influence de l'incorporation de charges végétales micronisées selon l'invention, sur les propriétés d'absorption d'une pâte papetière utilisée dans les produits à usages domestiques et sanitaires. Les essais correspondants ont été réalisés comparativement à des pâtes chimiques Kraft, bisulfite et une pâte CTMP fluff, à trois niveaux d'engraissement (ou raffinage).

Conditions opératoires :

- Désintégration et mise en suspension aqueuse des pâtes à une concentration de 5 % et raffinage en pile Valley à 2 % .

- Fabrication de feuilles fibreuses pour le contrôle des caractéristiques physiques et d'absorption sur formette Franck.

- Pressage selon les conditions standards de la formette et séchage 4 minutes à 93°C. - Formettes de 60 g/m ² .

- Les charges végétales sont incorporées à la pâte après raffinage.

- Taux de charges végétales = 25 %, qualité écrue et blanchie. - Qualités de la charge végétale :

QUALITE ECRUE ≈ CV1 : dgc < 150 micromètres.

Surface spécifique physique = 0,80 πr/g.

Surface spécifique hydraulique ≈ 0,55 πr/g. Densité = 300 kg/m ³ .

Blancheur = 48 % .

Humidité = 12 % .

QUALITE BLANCHIE = CV2 :

Charge végétale blanchie produite à partir de déchets de bois de pin maritime des Landes. d t _j < 150 micromètres.

Surface spécifique physique = 0,65 πr/g.

Surface spécifique hydraulique = 0,52 πr/g.

Blancheur = 70 % obtenue par blanchiment au peroxyde d'hydrogène à 4 %, avec 2 % de soude, 3 % de silicate et 0,25 % de DTPA.

Pâtes testées :

Pâte 1 : kraft écrue de pin maritime des Landes.

Pâte 2 : Pâte bisulfite fluff, blancheur = 87 % .

Pâte 3 : Pâte CTMP fluff suédoise de résineux, Blancheur = 70 % .

Pâte 4 : Kraft blanchi de résineux, blancheur = 80 % .

Les compositions utilisées et les résultats obtenus sont consignés dans les tableaux 1, 2 et 3 ci-après.

TABLEAU 1 REFERENCE DES ESSAIS DE LA PREMIERE SERIE

Référence essais Type de pâte Charges végétales Temps de raffinage niveau raffinage qualité quantité (minutes) (°SR) (a)

Pâte kraft écrue

111 1 - 0 0 15 112 1 - 0 9 20 113 1 - 0 27 25

114 1 - 0 32 30

'âte bisulfite blanchie

121 2 - 0 0 15 122 2 - 0 15 25 123 2 - 0 18 35

Pâte CTMP

131 3 - 0 0 22 132 3 - 0 12 32 133 3 - 0 23 42

Pâte kraft blanchie

141 - 0 36 26

Pâte avec charges végétales

115 L CV1 25 (b) 0 15 116 1 CV1 25 (b) 9 20 117 1 en 25 (b) 32 30 118 1 CV2 25 (b) 9 20 142 4 CV1 25 (b) 36 26 143 4 CV2 25 (b) 36 26

Notes

(a) les mesures du degré SR sont effectuées sur la pâte avant ajout de la charge végétale;

(b) parties en poids, remplaçant une quantité identique de fibres.

TABLEAU 2

CARACTERISTIQUES DE BOUFFANT ET D'ABSORPTION DE LA PREMIERE SERIE D'ESSAIS

Références Main Capacité absorption Drop test Ascension capillaire

2 minutes 5 minutes 10 minutes

Pâte kraf

111 1,78 3,1 22 24 35 47

112 1,63 2,9 48 19 27 34

113 1,56 2,6 177 12 18 20

114 1,52 2,5 290 11 15 18 Pâte bisulfite blanchie

121 1,89 3,5 10 39 56 76

122 1,48 2,9 145 14 19 26

123 1,40 2,5 297 9 14 18 Pâte CTMP

131 2,13 5,9 11 34 54 76

132 2,04 4,9 18 28 42 61

133 1,88 4,5 36 22 35 49 Pâte kraft blanchie

141 1,59 3,2 51 18 26 33 Pâte avec charges végétaies

115 2,10 5,4 13 33 49 65

116 1,98 4,9 20 28 43 56

117 1,86 4,2 60 19 ^• 29 36

118 1,89 4,2 26 25 39 52

142 1,80 4 40 25 35 48

143 1,78 4 42 24 34 47

TABLEAU 3 CARACTERISTIQUES PHYSiqUES ET D'ASPECT DE LA SERIE D'ESSAIS

Références Blancheur Longueur rupture Indice éclatement Indice déchirure

Pâte kraft écrue

111 23,9 3,2 2,32 1840 112 22,8 4,6 3,62 1510 113 21,5 6,2 4,62 1530 114 21,3 6,6 4,87 1130

'

Pâte bisulfite blanchie

121 86,7 1,6 0,84 940 122 84,3 4,3 2,43 650 123 83,7 4,8 2,58 580

Pâte CTMP

131 69 2,4 1,22 920 132 67,7 2,8 1,44 760 133 66,8 3,4 1,57 670

Pâte kraft blanchie

141 80,7 6,5 4,3 1490

Pâte avec charges végétales

115 28,9 2,1 1,25 1220 116 28,1 2,8 2,10 1350 117 28,3 3,9 2,65 1280 118 28,9 3,3 2,2 1360 142 67,2 3,2 2,6 1380 143 75,9 4,2 3,2 1290

Les résultats de la première série d'essais illustrés par les tableaux 1, 2 et 3, relatifs à l'introduction de charges végétales dans une pâte chimique écrue ou blanchie (sans optimisation du procédé et de la quantité produite) montrent que : 1°) la charge végétale a un effet très favorable sur les propriétés hydrophiles de la pâte;

2°) à tin très faible niveau de raffinage, se situant entre 15 et 20°SR, tel que requis en règle générale pour la fabrication des papiers à usages domestiques et sanitaires, le remplacement de 25 % de pâte chimique par de la charge végétale est sensiblement favorable aux propriétés d'absorption qui se retrouvent à un niveau comparable à celles des pâtes fluff bisulfite ou CTMP avec des avantages pour les résistances mécaniques d'ensemble et notaπment de la résistance à la déchirure; ledit mélange pâte-charge végétale micronisée est également moins sensible au poudrage et au peluchage et a une meilleure aptitude à l'égouttage qu'une pâte CTMP et ce résultat est particulièrement important pour la productivité d'autant plus que ladite charge végétale micronisée se disperse très facilement dans l'eau et peut donc être aisément incorporée dans la pâte avec une bonne homogénéisation d'ensemble.

Il est important de signaler que la perte de blancheur mesurée au Suntest filtre UV durant 30 minutes sur la pâte CTMP est de 4 à 6 points alors que la perte de blancheur est de 2,5 points sur la charge végétale naturelle écrue. DEUXIEME SERIE D'ESSAIS

Obtention d'un papier "tissue"

On prépare un papier tissue à partir d'une composition fibreuse Kraft blanchi de résineux et feuillu, faiblement raffinée, dans laquelle on incorpore une certaine teneur en charges végétales blanchies CV2 du type de celles utilisées dans la série d'essais précédente avec les autres adjuvants usuels de ce produit : agents d'adoucissage et de nuançage et on contrôle les caractéristiques de ce papier par rapport à un tissue de formulation classique. Ces compositions et résultats figurent dans le tableau 4 ci-après.

TABLEAU 4 PAPIER "TISSUE"

La faible surface spécifique de la charge végétale permet une légère augmentation du raffinage de la pâte sans nuire aux propriétés d'absorption et de résistance du produit final. La composition comportant la charge végétale micronisée selon l'invention est plus économique. TROISIBiE SERIE D'ESSAIS

Obtention d'un papier d'impression-écriture de main élevée

On prépare une feuille fibreuse de bouffant élevé pour impression-écriture de 70 g/m ² avec, soit une. composition classique fibreuse pâtes chimiques/CTMP ou pâte mécanique, soit avec la charge végétale objet de l'invention produite à partir de déchets de scierie en mélange bois résineux/bois feuillu : charge végétale écrue de 49,3 de blancheur avec un àg$ < 150 micromètres, une densité = 280 kg/m ³ pour une humidité de 14 %, une surface spécifique physique = 0,47 πr/g. Les feuilles sont produites sur machine pilote.

La charge végétale est favorable à la main, avec des caractéristiques physiques améliorées. Cette nouvelle formulation s'égoutte mieux et est plus économique. Les compositions et résultats figurent dans le tableau 5.

TABLEAU 5 PAPIER IMPRBSSIOW-BCRITURE DE MAIN ELEVEE

Témoin l Témoin 2 Essai avec charge végétale

Référence des essais 301 302 303

Pâtes kraft chimiques (a) 40 40 50 m c Pâtes mécaniques (a) 50 0 0 r Pâte CTMP (a) 0 45 25 ιπ Pâte vieux papiers blanchis (a) 10 15 25 p m Charge végétale (a) 0 0 25

33 m Amidon cationique (a) 0,5 0,5 0,5

<: Collage classique (colophane

Ό a pU : 5) (a) 1 + + r

Talc (b) (b) (b)

O m Grammage (g/m ) 70,9 71 69,8 m Main (cπr/g) 2,18 2,10 2,20 z Longueur de rupture

•H SM 4,1 4,9 5,2

ST 2,1 2,3 2,4 Indice d'éclatement 1,62 1,92 1,98 Indice déchirure (moyenne) 6,9 7,9 8,6 Blancheur 75,2 75,9 74,9

Notes

(a) en parties en poids;

(b) en quantité suffisante pour un taux de cendres de 10 % en poids.

QUATRIEME SERIE D'ESSAIS

Obtention de papier écru pour emballage

On prépare un papier avec charges végétales afin d'améliorer le bouffant et la rigidité et comparativement à une formule classique. Les feuilles sont tirées sur formette dynamique.

Le tableau 6 ci-après, met en évidence l'intérêt de l'utilisation de la charge végétale micronisée selon l'invention.

TABLEAU 6

Témoin Essai

Références 401 402

Pâtes kraft écrue résineux (a) 100 100

Raffinage (°SR) 22 25

Charge végétale (a) 0 12

Talc (a) 15 15

Amidon cationique (a) 0,4 0,7

Agent de rétention (a) 0,3 0,3

Grammage 87,7 88,2

Main 1,43 1,58

Longueur de rupture moyenne 6,7 6,6

Indice éclatement 4,2 4,1

Rigidité dynamique moyenne 0,44 0,49

Rigidité statique 5,4 6,2

Note

(a) parties en poids.

CINQUIEME SERIE D'ESSAIS

La charge végétale micronisée est utilisée comme additif pour l'amélioration de la productivité (réduction du peluchage et de l'encrassement des habillages) et des performances mécaniques. On incorpore dans la suspension fibreuse 100 % kraft écru de résineux (raffinage 20°SR) 3 % de charges végétales type CVL et on mesure les avantages du papier réalisé avec cette nouvelle matière première :

Par rapport à l'essai témoin, on obtient avec la charge végétale micronisée selon l'invention, les améliorations suivantes :

Main = + 10 %;

Résistance à la traction = + 3 %;

Rigidité dynamique = + 15 %;

Rigidité statique = + 9 %; Un tel résultat est avantageusement exploitable dans le domaine des papiers d'emballage flexibles comme les pochettes, les enveloppes, les couvertures de caisses en carton ondulé, les papiers pour ondulé et les cartons notamment. Il convient de noter, pour ces applications, l'avantage de la faible surface spécifique de la charge végétale, qui permet un meilleur égouttage et la fixation de polluants dans la masse qui affectent en général la productivité. qTYTBMK SERIE D'ESSAIS

Utilisation d'une charge végétale micronisée pour la fabrication de papiers de sécurité. On incorpore dans une composition classique pour papier de sécurité 1 % de charges végétales blanchie type CV2 préalablement empâtée à concentration élevée (entre 60 et 85 %), avec un agent de fluorescence à la dose de 0,3 % par rapport à la charge et 0,01 % de polyacrylamide cationique. La répartition régulière des particules dans la texture fibreuse et leur forme spécifique, permet une identification aisée du papier. La charge peut êter associée à tout autre produit chimique d'infalsification (colorants classiques ou particuliers).

SEPTIEME STOT D'ESSAIS

Utilisation d'une charge végétale micronisée colorée pour composites ou peintures et enduits.

La charge végétale naturelle type CV1 ci-dessus est soumise, après micronisation, ou avant son emploi dans le matériau, à un traitement préalable de coloration avec un colorant cationique et à une concentration élevée (80-85 %); la composition étant alors: CVL = 100 % et Rouge astraphoxin = 0,5 % par rapport à la charge végétale. Ceci peut être également obtenu avec d'autres colorants selon les teintes recherchées.

Cette charge végétale colorée est utile dans de nombreux matériaux : composites, matériaux de construction, revêtements pour la diminution notamment de la densité ou de l'obtention de propriétés spécifiques : isolation thermique, accoustique, électrique.

HUP'TKMF. SERIE D'ESSAIS

On prépare une composition pignentée pour enduction renfermant une charge végétale micronisée selon l'invention, afin d'améliorer les propriétés d'isolation du matériau enduit et de réduire la densité.

Composition témoin Kaolin : 80 parties en poids Hydrate d'alumine : 20 parties en poids Dispersant acrylique : 0,15 parties en poids Alcool polyviπylique : 4 parties en poids

Liant acrylique : 20 parties en poids Carboxyméthylcellulose : 3 parties en poids Stéarate de calcium : 2 parties en poids Agents auxiliaires pour nuançage, anti-oxydation et anti mousse : q.s.p.

Eau : q.s.p. Composition essai

On remplace une partie du kaolin par 20 parties en poids de charge végétale CV2. Cette substitution n'affecte pas les propriétés rhéologiques du bain de couchage et l'enduction permet

une diminution de la densité du matériau enduit et améliore ses caractéristiques de stabilité dimensionnelle et d'isolation. DIXIEME SERIE D'ESSAIS

La présente série d'essais concerne l'obtention d'un kraft destiné à l'imprégnation des résines phênoliques pour les panneaux stratifiés. Les compositions et résultats figurent dans le tableau 7.

TABLEAU 7

Témoin Essai avec CVL

Références 801 802

Pâte kraft écrue résineux (a 65 80

Pâte feuillu (qualité absorbante) (a) 35 0

Charge végétale (a) 0 20

°SR 26 30

Grammage 160 160

Main 1,57 1,86

Longueur de rupture 4,8 4,7

Ascension capillaire

5 mm 25,2 38,0

Porosité Bendtsen 590 850

Note

(a) parties en poids.

la charge végétale micronisée contribue dans ladite série d'essais à une amélioration sensible de la main et des caractéristiques d'absorption avec des propriétés physiques identiques. Ce résultat est intéressant pour la productivité, la nouvelle composition selon l'invention avec CVL permet aussi une diminution sensible du prix.