Étude comparative des procédés de
renforcement despapiers par thermocollage

Papiers

Les papiers utilisés comme témoins pour l’étude du renforcement par thermocollage ont été fabriqués par le Centre Technique du Papier. Il s’agit de papiers acides (pH=4,5) constitués à 60% de pâte mécanique et 40% de pâte chimique blanchie, encollés à l’alun colophane en milieu acide et contenant 10% de charge (kaolin). Ces papiers sont représentatifs des documents constituant la “période noire” de nos collections : papiers acides produits entre la deuxième moitié du 19e et la - première moitié du 20e siècle.

Matériaux de doublage

5 matériaux de doublage par thermocollage ont été testés :

• E0: ABF, Stouls (support Cérex, adhésif Texicryl ),
• E1: ABF super plus, Atlantis (support Cérex, adhésif Archibond ),
• E2 : Archibond Tissue, Atlantis (support fibres végétales, adhésif Archibond),
• E3 : Filmoplast R, Filmolux (support fibres végétales, adhésif acrylique chargé avec du bicarbonate de magnésium),
• E4 : Texycril Archibond, Stouls (support fibres végétales, adhésif Texicryl).

Une analyse fibreuse a conclu à la présence de chanvre de Manille dans les 3 échantillons E2, E3 et E4. Tous les échantillons ont été laminés dans les conditions préconisées par les fabricants, la durée de lamination étant la même pour tous, soit 4 minutes.

Evolution de la couleur

Il a été constaté que tous les produits de doublage par thermocollage entraînent après vieillissement artificiel à 80°C et 50% d’humidité relative, une évolution de la couleur du papier doublé (voir graphe 1). Celle-ci se traduit essentiellement par un jaunissement, visible à l’oeil nu pour la plupart des échantillons dès les deux premières semaines de vieillissement. Les supports de doublage peuvent être classés selon leur effet sur le jaunissement des papiers doublés dans l’ordre suivant :

• au cours des 2 premières semaines de vieillissement artificiel :
  Filmoplast R< Archibond Tissue Atlantis<ABF Stouls ou ABF Atlantis < Texicryl Archibond Stouls,
• à partir du premier mois de vieillissement:
  Filmoplast R < Archibond Tissue Atlantis < Texicryl Archibond Stouls<ABF Stouls ou ABF Atlantis.

On remarquera que de tous les papiers doublés, ceux qui l’ont été avec du Filmoplast R jaunissent beaucoup moins. Il faut souligner que ce produit comporte une très fine couche d’un polymère acrylique de couleur blanche, chargé de carbonate de magnésium et intimement lié aux fibres. C’est très probablement la présence de ce film qui limite le jaunissement du papier doublé. Notons que même lorsque le Filmoplast R est soumis à une extraction dans l’acétone à chaud à 150°C pendant 1 heure, ce film reste solidaire de la couche fibreuse. L’adhésif extrait ne semble pas avoir strictement la même composition que ce film, et paraît par ailleurs plus jaune que les adhésifs extraits des autres produits de doublage.

 

Résistance à la déchirure

L’amélioration des propriétés physiques des papiers est très différente selon le matériau de doublage utilisé (graphes 2 et 3). On peut différencier deux grande catégories de produits :

• les ABF qui permettent d’augmenter de manière considérable la résistance des papiers à la déchirure,
• les produits cellulosiques (Archibond Tissue, Texicryl Archibond et Filmoplast R) qui améliorent honorablement la résistance des papiers. Celle-ci augmente d’un facteur 1,5 pour les papiers étudiés ici qui possèdent une bonne résistance mécanique. On peut imaginer que ce facteur sera d’autant plus élevé que les papiers seront plus fragiles. Les ABF, bien que beaucoup plus résistants mécaniquement, ont en revanche le désavantage de se défibrer très facilement. Par ailleurs, les papiers doublés avec ces produits présentent un aspect de surface plus brillant et moins homogène.

La résistance à la déchirure des échantillons diminue assez rapidement lors du vieillissement. Après 63 jours, la plupart d’entre eux ont globalement perdu la moitié de leur résistance initiale. L’échantillon doublé au Filmoplast R semble toutefois moins sensible puisqu’après ce délai, il ne perd que 20% de sa résistance initiale.

 

 

Réversibilité

La réversibilité des produits des matériaux est un facteur qu’il ne faut pas négliger lorsqu’une opération de doublage est entreprise. Si la décision doit être prise de délaminer le support de doublage, cette opération doit non seulement pouvoir être effectuée de manière simple, mais elle doit pouvoir également comprendre l’élimination de l’adhésif. Par immersion dans l’éthanol ou l’acétone, nous avons constaté que cette dernière condition est impossible avec le Filmoplast R ; elle n’est que partielle avec les autres produits.

Sauf pour les échantillons doublés au Filmoplast R pour lesquels il faut exercer une certaine action mécanique après immersion pour assurer une délamination du support de doublage, celle-ci se fait spontanément en moins de 5 minutes pour les autres échantillons. Outre le fait que l’acétone soit plus efficace que l’éthanol, il a été constaté que plus les échantillons sont vieillis, moins la délamination est facile à réaliser. Elle devient impossible pour les échantillons doublés au Filmoplast R.