BE1001708A3

BE1001708A3 - Composition d'encollage, procede pour la preparer et procede d'utilisation.

Info

Publication number: BE1001708A3
Application number: BE8900673A
Authority: BE
Original assignee: Grace W R & Co
Priority date: 1988-06-22
Filing date: 1989-06-21
Publication date: 1990-02-13
Also published as: CA1325315C; DK171651B1; FI893059L; FI893059A0; DE3920356C2; HUT52835A; PL162951B1; NO171514C; PT90923A; NO892580L; DK308189A; DE68904374T2; ES2044222T3; GB8914312D0; DD285389A5; NO892580D0; IT8920936A0; DK308189D0; KR910001173A; SE8802355D0

Abstract

Composition d'encollage sous la forme d'une émulsion aqueuse comprenant un agent d'encollage hydrophobe réactif à l'égard de la cellulose et un polymère cationique comprenant un amidon, dans laquelle l'amidon possède une combinaison (A) d'une structure ramifiée de haut poids moléculaire telle que l'indique une teneur en amylopectine d'au moins 85% et (B) d'un degré de cationisation ou degré de substitution (D.S.) de 0,045 à 0,40. L'amidon préféré est l'amidon de maïs cireux.

Description

Composition d'encollage, procédé pour la préparer et procédé d'utilisation DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne une nouvelle composition qui est utile comme composition d'encollage dans le domaine de la fabrication du papier, du carton et de produits semblables. L'invention concerne aussi un procédé de préparation de cette composition d'encollage, de même que son utilisation, à savoir dans un procédé de fabrication de papier ou de carton encollé. Enfin, l'invention concerne le papier ou le carton encollé obtenu suivant ce procédé.

Plus spécifiquement, l'invention concerne une composition sous la forme d'une émulsion aqueuse comprenant un agent d'encollage hydrophobe réactif avec la cellulose et un polymère cationique comprenant un amidon. Les émulsions aqueuses de ce genre sont en elles-mêmes connues, mais la présente invention concerne une composition d'encollage améliorée et avec laquelle beaucoup des inconvénients des compositions d'encollage antérieurement connues sont supprimés ou fortement atténués, comme. il est décrit ciaprès. Les principales particularités nouvelles de la composition de l'invention tiennent à l'utilisation d'un nouvel amidon cationique manifestant une combinaison spécifique de propriétés chimiques.

ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
Pour la fabrication de certaines qualités de papier, il est nécessaire d'inhiber ou de contrecarrer les propriétés naturelles d'absorption des liquides que présente le papier. Des exemples de telles qualités de papier sont le papier d'écriture et le papier d'impression. D'autres exemples en sont le carton épais et le carton mince pour le conditionnement des jus et du lait. Un autre exemple encore

est le papier de support photographique.

Les papiers des qualités énumérées ci-dessus doivent avoir des propriétés de refoulement des liquides. 11 existe de nombreux procédés différents pour conférer l'aptitude à refouler les liquides (caractère hydrophobe ou encollage). L'un de ceux-ci est d'ajouter une émulsion d'une matière hydrophobe pendant la fabrication du papier. De nombreuses matières hydrophobes différentes peuvent être utilisées. Les agents d'encollage dits hydrophobes réactifs ä l'égard de la cellulose sont au nombre des plus efficaces. L'hypothèse est que lors de l'utilisation d'un agent de ce type, l'encollage résulte d'une réaction entre la matière hydrophobe et les radicaux hydroxyle de la cellulose.

Des exemples d'agents d'encollage hydrophobes typiques sont les a1coylcétènes dimères, les anhydrides alcényl-succiniques et les isocyanates gras.

Du fait que les agents d'encollage hydrophobes sont insolubles dans l'eau, ils sont utilisés sous la forme d'une émulsion lors de la fabrication du papier. Des agents tensio-actifs peuvent etre
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utilisés comme émulsionnant, mais en règle générale, les agents tensio-actifs forment des émulsions d'une médiocre efficacité en raison de la faible affinité manifestée pour les fibres de cellulose, ce qui signifie qu'une fraction importante de l'agent d'encollage hydrophobe se perd lors de l'égouttage de la päte ä papier. I1 a été découvert que les polymères cationiques sont des agents émulsionnant relativement meilleurs.

Des exemples de polymères cationiques utilisés à cet effet sont décrits dans le brevet EUA 3. 130. 118, qui concerne l'utilisation d'un amidon cationique comme agent émulsionnant, et le brevet EUA 4. 240. 935 qui fait ressortir les avantages qu'il

y a d'utiliser comme agents émulsionnant des resines comprenant le produit de réaction de l'epichlorhydrine et d'un aminopolyamide préparé ä partir d'acide adipique et de diéthylène triamine.

Dans les compositions d'encollage hydrophobes, il est souhaitable que le polymère cationique remplisse de nombreuses fonctions. En premier lieu, il doit stabiliser l'émulsion. En second lieu, il doit améliorer la rétention sur le papier de l'agent d'encollage hydrophobe, soit isolément, soit en combinaison avec un agent de rétention ajouté séparément. De surcroit, la nature de l'emulsionnant peut influencer le degré d'encollage au point de permettre la fabrication d'un papier plus hydrophobe. Le brevet EUA 4. 382. 129 décrit un polymère cationique ayant cette propriété. En outre, il a été découvert que certains polymères cationiques peuvent améliorer la vitesse d'encollage développée au cours du temps avec les agents d'encollage réac-
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tifs à l'égard de la cellulose.

Le brevet EUA 4. 317.756 décrit des polymères ayant un tel effet.

Pour chacun de ces différents effets, il est fort difficile ou peu fiable de prédire comment un polymère cationique donné agira et en règle générale ceci est complètement impossible, parce qu'il n'a pas été démontré ou prouvé comment le choix du polymère cationique influence l'efficacité totale de la combinaison d'agent d'encollage hydrophobe réactif à l'égard de la cellulose et de polymère cationique. Bien que des agents d'encollage hydrophobes réactifs ä l'égard de la cellulose soient disponibles sur le marché depuis plus de 20 ans et que les produits aient été considérablement améliorés pendant ce temps, des progrès restent encore à faire dans ce domaine.

Des quantités relativement importan-

tes d'agents d'encollage réactifs ä l'égard de la cellulose doivent être utilisées pour conférer l'aptitude à refouler les liquides à l'aide des compositions d'encollage hydrophobes déjà connues. Une réduction de la quantité d'agent d'encollage qu'il faut utiliser pour arriver au degré d'encollage nécessaire permettrait d'importantes économies sur le coût des matières. De plus, les agentsd'encollage hydrophobes réactifs à l'égard de la cellulose n'assurent pas un encollage immédiat.

Une telle action peut être accélérée par l'utilisation d'une combinaison de certains types de polymères cationiques tels qu'ils ont déjà été décrits, mais ces polymères fortement cationiques ont pour inconvénient qu'ils nuisent beaucoup ä l'efficacité des agents de blanchiment optique utilisés pour améliorer la blancheur du papier, ce qui conduit à une augmentation de la consommation des agents de blanchiment optique.

Ceci impose des limites à la vitesse de la machine pour certaines qualités de papier ä haute blancheur parce qu'un certain degré minimum d'encollage doit avoir été atteint lorsque le papier passe par la presse d'encollage ou un poste de couchage en ligne, du fait qu'au cas contraire, le papier est très peu résistant et est aisément déchiré. Pour certaines qualités de papier, il serait souhaitable d'atteindre un degré d'encollage plus élevé que celui techniquement réalisable actuellement. 11 en va ainsi, par exemple, des cartons pour le conditionnement du lait et des jus et du papier de support photographique.

DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION
11 a en effet été découvert de façon inattendue qu'un certain type d'amidon cationique, en combinaison avec un agent d'encollage hydrophobe réactif ä l'egard de la cellulose, exerce des effets qui at-

ténuent considérablement ou suppriment beaucoup des inconvénients de la technique connue. Il a été découvert aussi avec surprise que les effets défavorables exercés sur les agents de blanchiment optique à cause de l'utilisation de beaucoup des agents d'encollage déjà connus sont considérablement affaiblis par les compositions d'encollage de la présente invention, en comparaison des agents d'encollage hydrophobes réactifs à l'égard de la cellulose traditionnels tant avec que sans polymère cationique ajouté.

Ainsi, un but principal de l'invention est de procurer une nouvelle composition améliorée qui peut être utilisée pour l'encollage du papier, du carton et de produits semblables.

Un autre but de l'invention est de procurer une nouvelle composition d'encollage plus efficace que les compositions déjà connues du fait que des quantités plus faibles de l'agent d'encollage sont nécessaires pour arriver à un degré d'encollage semblable à celui des compositions déjà connues.

Un autre but de l'invention est de procurer une nouvelle composition d'encollage dont l'action d'encollage est plus rapide que celle des compositions déjà connues.

Un autre but de l'invention est de procurer une nouvelle composition d'encollage qui peut être utilisée pour arriver ä des degrés d'encollage plus élevés que ceux possibles actuellement.

Un autre but de l'invention est de procurer une nouvelle composition d'encollage avec laquelle les effets défavorables exercés sur la consommation d'agents de blanchiment optique sont atténués, par comparaison avec les compositions d'encollage déjà connues.

Un autre but de 1'invention est de procurer

une nouvelle composition d'encollage formant une dispersion d'une excellente stabilité.

Un autre but de l'invention est de procurer une nouvelle composition d'encollage qui peut être utilisée pour conférer de meilleures propriétés d'impression et de copie au papier, c'est-à-dire une meilleure adhérence de l'encre pigmentaire lors de la photocopie.

Un autre but de l'invention est de procurer un nouveau procédé pour préparer une composition d'encollage telle que decrite ci-dessus.

Un autre but de l'invention est de procurer un procédé perfectionné pour fabriquer du papier ou du carton encollé à l'aide des nouvelles compositions d'encollage conformes ä l'invention.

Un autre but de l'invention est de procurer du papier ou du carton encollé ayant des propriétés améliorées grâce à l'utilisation de la nouvelle composition d'encollage de l'invention.

Conformément à l'invention, ces buts et d'autres sont atteints par l'utilisation d'une composition d'encollage sous la forme d'une émulsion aqueuse comprenant un agent d'encollage hydrophobe réactif ä l'égard de la cellulose et un polymère cationique comprenant un amidon, les nouvelles particularités caractéristiques de la composition étant que l'amidon présente une combinaison (A) d'une structure de haut poids moléculaire très ramifiée, telle que l'indique une teneur en amylopectine d'au moins 85%, et (B) d'un degré de cationisation ou degré de substitution (D. S.) de 0, 045 à 0, 4.

Ainsi, le type d'amidon cationique qui s'est révélé de façon inattendue conférer au papier les remarquables propriétés mentionnées ci-dessus est un amidon qui est essentiellement du type dit amylopec-

tine et a un certain degré critique de substitution.

Ainsi qu'il est bien connu de l'homme de métier, la plupart des amidons contiennent deux types de polymeres du glucose, à savoir de l'amylose et de l'amylopectine. L'amylose est un polymère linéaire et de bas poids moléculaire du glucose ayant un degré moyen de polymérisation d'environ 800 pour l'amidon de mais, par exemple, et d'environ 3000 pour l'amidon de pomme de terre et de manioc. Au contraire, l'amylopectine est une fraction ramifiée de haut poids moléculaire ayant un degré moyen de polymérisation environ 500 ä 3000 fois plus élevé que le degré de polymérisation de l'amylose.

En raison de leur structure ramifiée et de leur haut degré de polymérisation, les amidons du type dit amylopectine, c'est-à-dire ceux ayant une teneur en amylopectine (teneur en amylose + teneur en amylopectine = 100%) d'au moins 85% en poids, sont par nature de haut poids moléculaire, puisqu'ils ont des poids moléculaires moyens en nombre d'environ 200. 000. 000 à 400. 000. 000. Par exemple, les amidons de mais et de froment qui ont des teneurs en amylopectine d'environ 72% ont un poids moléculaire moyen en nombre (degré de polymérisation x 162) d'environ 500. 000. Au contraire, l'amidon de mais cireux ayant une teneur en amylopectine d'environ 99-100% a un poids moléculaire moyen en nombre d'environ 320. 000. 000.

Les amidons ayant à un degré élevé le type amylose, c'est-a-dire les amidons linéaires de bas poids moléculaire, n'offrent pas les avantages des amidons utilisés suivant l'invention, indépendamment du degré de substitution. Les amidons qui sont essentiellement du type amylopectine, mais qui ont un faible degré de substitution n'exercent pas non plus

d'effet semblable. La quantité d'amylopectine et la quantité d'amylose en présence dans un amidon sont déterminées par l'origine de celui-ci. Ainsi, par exemple, l'amidon de pomme de terre contient naturellement ä peu près 79% d'amylopectine, tandis que
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l'amidon de mais contient naturellement à peu près 72% d'amylopectine et que l'amidon de froment contient naturellement à peu près 72% d'amylopectine.

La teneur en amylopectine peut être augmentée par un fractionnement de l'amidon. 11 est préférable d'utiliser un amidon ayant naturellement une teneur élevée en amylopectine, comme l'amidon de mais cireux dont la teneur en amylopectine atteint 99 ä 100%. 11 est possible aussi de mélanger des amidons d'origine différente pour arriver ä un rapport de l'amylose ä l'amylopectine entrant dans la cadre de l'invention.

Pour ce qui est de la limite supérieure de la quantité d'amylopectine dans l'amidon, cette limite peut être proche de 100%, bien qu'il puisse être difficile en pratique d'arriver à une teneur aussi élevée en amylopectine. Toutefois, comme indiqué précédemment, l'amidon de mais dit cireux contenant environ 99% d'amylopectine s'est révélé par- ticulièremènt approprié aux fins de l'invention.

En règle générale, la teneur en amylopectine de l'amidon doit être aussi élevée que possible, à savoir d'au moins 85%, de préférence d'environ 90 à 100% et plus avantageusement d'environ 95 à 100%, par exemple d'environ 99% comme dans l'amidon de mais cireux.

Le degré de cationisation de l'amidon peut être caractérisé par le degré de substitution (D. S) qui est une façon traditionnelle de caractériser un amidon.

Les amidons cationisés utilisés suivant

l'invention peuvent être représentés schématiquement par la formule :
R (fonction cationique) où R représente l'unité monosaccharide de l'amidon et n représente le D. S. Une unité de saccharide comprend trois radicaux hydroxyle, de sorte que le degré de substitution théoriquement le plus élevé pour un amidon cationique est de 3. Ainsi, en théorie, le D. S. peut prendre toute valeur entre 0 et 3 pour un amidon cationique. Néanmoins, comme indiqué précédemment, 11 a été découvert de façon inattendue qu'en combinaison avec un agent d'encollage réactif à l'égard de la cellulose, l'amidon qui s'est révélé de façon surprenante offrir des résultats remarquables est un amidon ayant un D.

S. de l'intervalle d'environ 0, 045 ä 0, 40. De façon générale, un degré de substitution préféré se situe dans l'intervalle d'environ 0,05 à 0,20, plus avantageusement d'environ 0, 6 ä 2. 0 et le plus favorablement d'environ 0, 05 à 0, 1, par exemple à 0, 07.

Le rapport ou la proportion entre l'agent d'encollage réactif à l'égard de la cellulose et l'amidon cationique utilise est évidemment déterminé par l'homme de métier dans chaque cas particulier compte tenu des propriétés requises ou souhaitées dans la situation particulière. Un rapport préféré de l'agent d'encollage réactif à l'egard de la cellulose ä l'amidon cationique pour la plupart des agents d'encollage se situe toutefois dans l'intervalle d'environ 1 : 0, 02 ä 1 : 2, une préférence spéciale allant ä un intervalle d'environ 1 : 0, 05 ä 1 : 0, 5.

Avec les anhydrides dicarboxyliques cycliques, comme un anhydride alcoyl-succinique, des rapports d'environ l : O, Ol à 1 : 5 peuvent être appliqués
Le choix de l'agent d'encollage hydrophobe

réactif à l'egard de la cellulose est fait parmi les agents d'encollage du type conforme ä l'état connu de la technique, par exemple décrits dans le brevet EUA 3. 130. 118.

Des agents d'encollage spécialement avantageux ä utiliser avec le nouvel amidon conformément à l'invention sont choisis dans la classe formée par : a) les anhydrides d'acides de formule :
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où R2 et R3 sont identiques ou différents et repre- sentent chacun un radical hydrocarboné de 7 à 30 atomes de carbone ; b) les anhydrides dicarboxyliques cycliques de formule :
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où R4 compte 2 ou 3 atomes de carbone et Ru. représente un radical hydrocarboné de 7 ä 30 atomes de carbone ; c) les cétènes dimères de formule : (R6CH-C=0) 2 où R6 représente un radical hydrocarboné de 6 à 30 atomes de carbone qui est de préférence un radical alcoyle de 6 ä 22 atomes de carbone : ;

et d) les isocyanates de formule : R7-N=C=O

où R7 représente un radical hydrocarboné de 7 à 30 atomes de carbone.

Un exemple préféré des anhydrides d'acides mentionnés dans la section a) est l'anhydride stéarique, tandis qu'un exemple spécifique d'un anhydride dicarboxylique cyclique approprié de la section b) est l'anhydride iso-octadecenyl-succinique. Dans le cas des cétènes dimères de la section c), les radicaux cyclo-alcoyle et aryle sont utiles aussi comme radicaux hydrocarbonés, mais un radical saturé tel qu'un radical alcoyle est spécialement préféré, comme déjà indiqué.

Parmi les agents réactifs à l'égard de la cellulose des quatres groupes précités a)-d), les anhydrides dicarboxyliques cycliques de la section b) et les cétènes dimères de la section c) sont spécialement préférés, une préférence particulière
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allant aux cétènes dimères.

De préférence, les radicaux hydrocarbonés R2, R3, R6 et R7 sont des radicaux saturés en chaine linéaire qui peuvent néanmoins avoir une fonctionnalité d'insaturation et porter des substituants cycliques ou aromatiques. De préférence, R-est un radical alcoyle saturé linéaire ou ramifié. En outre, R2'R3'R6 et R7 comptent de préférence 14 ä 22 atomes de carbone et R-compte de préférence 14 ä 30 atomes de carbone. Les radicaux hydrocarbonés R2, R3, R4,
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Rc. R-st R-dans chacune des formules ci-dessus 56/ peuvent aussi être substitués, par exemple par un halogène, commele chlore, lorsqu'un effet especial est recherché.

Les compositions d'encollage conformes ä l'invention peuvent facultativement contenir des constituants classiques supplémentaires connus pour leur utilité dans les compositions d'encollage du

type de l'invention. Des exemples d'additifs courants sont notamment les agents dispersants et des agents de rétention supplémentaires. En outre, l'une quelconque des résines synthétiques connues comme augmentant la vitesse d'encollage ou améliorant autrement les compositions d'encollage peut aussi être ajoutée, si la chose est souhaitée.

Dans la forme de réalisation préférée, les émulsions de l'invention contiennent de préférence un agent dispersant anionique. Des agents anioniques appropriés sont décrits dans le brevet EUA 3. 223. 544 qui concerne l'utilisation de nombreux agents dispersants courants et avantageux. Les agents dispersants anioniques préférés sont notamment les lignosulfonates, les polynaphtalène-sulfonates et les polymères de styrène contenant la fonction sulfonate.

La quantité d'agent dispersant anionique utilisée est une fonction de la pureté de l'agent d'encollage, du type spécifique de l'amidon et du degré du caractère cationique, ainsi que de l'agent dispersant spécifiquement utilisé. Avec certains agents d'encollage, comme les alcoylcétènes dimere impurs, un agent dispersant anionique peut être inutile. En règle générale, l'agent dispersant anionique est utilisé en une quantité s'élevant jusqu'à 0, 15% en poids.

Suivant une autre particularité, l'inven- tion a pour objet un procédé pour préparer la nouvelle composition d'encollage, lequel procédé est caractérisé en ce qu'on dissout l'amidon hautement ramifié de haut poids moléculaire dans de l'eau, si nécessaire en apportant de la chaleur et en y incorporant un agent dispersant ; on ajuste la température de la solution résultante à une valeur supérieure au point de fusion de l'agent d'encollage réactif à

l'égard de la cellulose et on ajoute ensuite l'agent d'encollage à la solution pour former une émulsion grossière ; on soumet l'emulsion grossière à des forces de cisaillement pour affiner la granulométrie de l'émulsion ; et si nécessaire, on refroidit l'emul- sion ainsi obtenue.

A propos de la dissolution de l'amidon cationique dans l'eau, il convient de préciser que la limite supérieure de la concentration en amidon est imposée en pratique par la possibilité de manipulation de la solution d'amidon du fait que les fortes concentrations en amidon mènent à des viscosités élevées.

L'émulsion grossière obtenue peut etre soumise à des forces de cisaillement ä l'aide d'un appareil disperseur, d'un appareil homogénéisateur ou d'un appareil analogue suivant des principes connus. Si cette opération est exécutée ä une température supérieure à la température ambiante, par exemple lors de la mise en émulsion d'agents d'encollage solides réactifs ä l'égard de la cellulose tels que les cétènes dimeres comprenant des radicaux alcoyle saturés, l'emulsion est ensuite refroidie jusqu'à la température ambiante. Facultativement, le pH est ajusté et/ou un biocide ou une résine synthétique sont ajoutés comme il est habituel de le faire, ces opérations pouvant etre effectuées à un stade quelconque du procédé.

Suivant une autre particularité, l'invention a pour objet un procédé pour fabriquer du papier ou du carton encollé, suivant lequel l'agent d'encollage est ajouté pendant la fabrication du papier ou du carton, l'addition étant faite à la pâte ä papier evant légouttage de celle-ci ou dans la presse à encoller dans laquelle défile le papier ou le carton.

Le procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'on utilisecommeagent d'encollage l'une quelconque des compositions d'encollage décrites ici et est d'une application particulièrement avantageuse avec les pâtes à papier additionnées d'agents de blanchiment optique tels que les acides stilbène-disulfoniques.

De préférence, le nouvel agent d'encollage conforme ä l'invention est ajouté à la pâte ä papier avant l'égouttage de celle-ci. Le moment exact de l'addition de la composition d'encollage n'est pas critique, mais suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la composition d'encollage est ajoutée moins de 5 minutes avant l'égouttage de la pâte ä papier.

La quantité de composition d'encollage requise varie d'un cas à l'autre avec le type de pâte utilisée et avec le degré final souhaité pour le caractère hydrophobe, mais en règle générale, la quantité, calculée en teneur totale en solides, est d'environ 0, 4 kg par tonne métrique de papier ou de carton à environ 4 kg par tonne métrique de papier ou de carton.

En dehors des avantages de l'invention qui ont été envisagés ci-dessus ou qui sont décrits dans les exemples, il a aussi été découvert de façon inattendue que parmi les amidons ayant le degré de substitution conforme à l'invention, ceux contenant une proportion majeure ou une proportion aussi élevée que possible d'amylopectine donnent les dispersions les plus stables.

L'invention est décrite plus en détail par les exemples non limitatifs ci-après, dans lesquels les pourcentages et quantités sont en poids sauf indication contraire.

EXEMPLE 1
On prépare une émulsion d'encollage ä base d'un a1coylcétène dimere en ajoutant 125 parties d'amidon cationique à 2500 parties d'eau, puis en chauffant le mélange résultant pendant une durée suffisante pour obtenir une solution d'amidon limpide et très visqueuse.

On ajoute ä ce mélange 20 parties d'un agent dispersant anionique (polymère contenant du styrène sulfonate) et 500 parties d'un alcoylcétène dimere préparé à partir d'un mélange d'acide stéari- que (60%), d'acide palmitique (35%) et d'acide myristique (5%) c'est-à-dire que R6 est un radical hydrocarboné lineaire saturé comptant 12 ä 16 atomes de carbone satisfaisant à la distribution suivante : 16 atomes de carbone (60%) ; 14 atomes de carbone (35%) et 12 atomes de carbone (5%). On agite ensuite le mé1ange jusqu'à ce que tout l'alcoylcétène dimere soit fondu.

On fait ensuite passer l'emulsion grossière résultante dans un homogénéisateur ä haute pression sous une pression de 200 bars et on la refroidit jusqu'à la température ambiante, puis on la dilue jusqu'à une concentration finale en cétène dimère de 10%. L'émulsion'd'encollage ainsi obtenue est un liquide laiteux ayant une faible viscosité.

On évalue quatre types différents d'amidons comme agents émulsionnants/agents de fixage dans la fabrication des agents d'encollage décrits ci-dessus.

On évalue les effets d'encollage des dispersions obtenues en ajoutant les dispersions à une, pâte à papier diluée (contenant 100% de pâte de bouleau au sulfate blanchie) qu'on utilise ensuite pour confectionner ä l'aide d'une formette de laboratoire
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2 des feuilles de papier d'un grammage de 65 g/m2.

Après avoir pressé les feuilles de papier pendant 5 minutes sous 3 bars et les avoir séchées pendant

10 minutes à 90oC, on évalue l'encollage réalisé en faisant des mesures dans un appareil dit à pénétration d'encre avec lequel le degré atteint par le caractère hydrophobe est explicité par la façon dont la réflectance de l'endroit d'une feuille de papier baisse en fonction du temps après contact de l'envers de cette feuille de papier avec de l'encre.

Un papier faiblement encolle perd donc très rapidement sa réflectance, tandis que l'endroit d'un papier bien encollé conserve plus longtemps sa réflectance. Les résultats des évaluations sont présentés au tableau suivant :

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<tb>
<tb> Amylo- <SEP> Degré <SEP> Quantité <SEP> RéflecType <SEP> pectine <SEP> de <SEP> ajoutée <SEP> tance <SEP> % <SEP> Stabilité
<tb> d'amidon <SEP> dans <SEP> substi-kg <SEP> ACD* <SEP> par <SEP> (contact <SEP> de
<tb> l'amidon <SEP> % <SEP> tution <SEP> tonne <SEP> de <SEP> papier <SEP> 10 <SEP> minutes)
<tb> A. <SEP> EMPRESOL <SEP> D9 <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> Instable <SEP> (se
<tb> (Emsland <SEP> < 80% <SEP> 0, <SEP> 085 <SEP> 0, <SEP> 40 <SEP> 20 <SEP> sépare <SEP> en <SEP> quelChemie) <SEP> 0, <SEP> 45 <SEP> 20 <SEP> ques <SEP> semaines)
<tb> B.

<SEP> HEBO <SEP> 260 <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> Stable <SEP> pendant
<tb> (Amaizo) <SEP> 99% <SEP> 0, <SEP> 023 <SEP> 0, <SEP> 40 <SEP> 84 <SEP> au <SEP> moins <SEP> 3
<tb> 0, <SEP> 45 <SEP> 92 <SEP> mois <SEP> (23 C)
<tb> C. <SEP> F <SEP> 2610 <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 78 <SEP> Stable <SEP> pendant
<tb> (Emsland <SEP> 99% <SEP> 0, <SEP> 72 <SEP> 0, <SEP> 40 <SEP> 89 <SEP> au <SEP> moins <SEP> 3
<tb> Chemie) <SEP> 0, <SEP> 45 <SEP> 94 <SEP> mois <SEP> (23 C)
<tb> D.

<SEP> Agent <SEP> d'encol-0, <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> Stable <SEP> pendant
<tb> lage <SEP> neutre <SEP> 0, <SEP> 40 <SEP> 83 <SEP> au <SEP> moins
<tb> du <SEP> commerce** <SEP> 0, <SEP> 45 <SEP> 89 <SEP> 3 <SEP> mois
<tb>
* ACD = Alcoylcétène dimere
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fTtU ** Aquapel 225 (Hercules), contenant 10% de cire ACD, que stabilise un amidon cationique

EXEMPLE 2
On utilise un agent d'encollage commercialisé conforme à l'exemple 1 D sur une machine ä papier fin. Le degré du caractère hydrophobe du
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papier résultant, exprimé en COBB,-,., varie dans 2 l'intervalle de 22 à 26 g/m2. On remplace ensuite l'agent d'encollage commercialisé par un agent d'encollage conforme à l'exemple 1 C qu'on ajoute à la même concentration que le produit utilise précédemment.

Le résultat de ce remplacement est une baisse
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graduelle de l'indice COBB60 qui se stabilise après 2 1 heure à environ 15 g/m2.

EXEMPLE DE COMPARAISON 1
Sur une machine à papier fin, on ajoute un agent d'encollage neutre à base d'ACD commercialisé conforme à l'exemple 1 D à une concentration de 850 g d'alcoylcétène dimere par tonne de papier produit.
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Le degré d'encollage, exprimé en COBB-, se revele 2 ä la mesure être d'environ 25 g/m2. On abaisse ensuite la dose à 750 g d'alcoylcétène dimere par tonne de papier produit. Le caractère hydrophobe du papier baisse alors graduellement et atteint finalement une valeur inacceptable du point de vue de la qualité (COBB60 > 30 g/m).

EXEMPLE 3
Sur une machine à papier fin, on ajoute un agent d'encollage conforme à l'exemple 1 C ä la concentration de 850 g d'alcoylcétène dimere par tonne
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de papier produit. Le degré d'encollage, exprimé en o COBB,.., varie dans l'intervalle de 20 ä 25 g/m2. On abaisse la dose d'agent d'encollage à 640 g d'alcoylcétène dimere par tonne de papier produit sans aucune
EMI18.5
réduction du degré d'encollage. Les indices COBB60 2 mesurés varient dans l'intervalle de 20 ä 25 g/m2.

EXEMPLE DE COMPARAISON 2
Sur une machine à papier fin, on ajoute un agent d'encollage conforme à l'exemple 1 A à la con- centration de 850 g d'alcoylcétène dimere par tonne de papier produit. Le degré d'encollage, exprimé en 2 COBB60, se révèle à la mesure être d'environ 25 g/m2.

L'adhérence du pigment, c'est-à-dire l'aptitude du
EMI19.1
papier ä retenir l'encre pigmentaire utilisée dans 0 les machines à photocopier Xerox, se révèle infé- rieure à l'adhérence mesurée sur du papier encollé avec un agent d'encollage conforme à l'exemple 1 C.

EXEMPLE 4
EMI19.2
Sur une machine ä papier fin, on ajoute un agent d'encollage à base d'ACD commercialisé conforme ä l'exemple 1 D à une concentration correspondant à 850 g d'alcoylcétène dimere par tonne de papier produit On mesure et enregistre l'adhérence du pigment sur le papier, c'est-à-dire l'aptitude du papier a fixer l'encre pigmentaire.

On remplace ensuite l'agent d'encollage commercialisé par une émulsion d'encollage conforme
EMI19.3
a l'exemple 1 C qu'on ajoute à une concentration correspondant à 640 g d'alcoylcétène dimere par tonne de papier produit. On mesure et enregistre à nouveau l'adhérence du pigment, laquelle se révèle supérieure à l'adhérence atteinte avec l'agent d'encollage com- mercialisé.

Par conséquent, le présent exemple montre que la nouvelle émulsion d'encollage conforme à l'invention peut être utilisée pour conférer au papier de meilleures caractéristiques d'impression et de copie, en l'occurrence une meilleure adhérence de l'encre pigmentaire lors de la photocopie.

EXEMPLE 5
Sur une machine ä papier fin, on ajoute un

agent d'encollage à base d'ACD commercialisé conforme
EMI20.1
à l'exemple 1 D à une concentration correspondant ä 850 g d'alcoylcétène dimere par tonne de papier produit. On mesure en marche continue la consommation requise d'agent de blanchiment optique (anionique auto-fixant) pour atteindre un degré spécifié de blancheur. On remplace ensuite l'agent d'encollage commercialisé par une émulsion d'encollage conforme
EMI20.2
à l'exemple 1 C qu'on ajoute ä une concentration correspondant à 640 g d'alcoyicetene dimere par tonne de papier produit.

On observe que la consommation d'agent de blanchiment optique baisse de 20% sans aucune diminution décelable de la blancheur du papier.
EMI20.3
Le degré d'encollage, exprimé en COBB60 reste stable 2 et varie dans l'intervalle de 20 à 25 g/m.

Claims

EMI21.1

R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1 - Composition d'encollage sous la forme d'une émulsion aqueuse comprenant un agent d'encollage hydrophobe réactif ä l'égard de la cellulose et un polymère cationique comprenant un amid on, caractérisée en ce que l'amidon possède une combinaison (A) d'une structure ramifiée de haut poids moléculaire teile que l'indique une teneur en amylopectine d'au moins 85% et (B) d'un degré de cationisation ou degré de substitution (D. S.) de 0, 045 à 0, 40.
2-Composition d'encollage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la proportion d'amylopectine est de 90 ä 100% et de préférence de 95 ä 100%.
3 - Composition d'encollage suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la proportion d'amylopectine se situe dans l'intervalle de 98, 0 ä 100, 0%.
4 - Composition d'encollage suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'amidon est de l'amidon de mais cireux.
5 - Composition d'encollage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caracté- risée en ce que le degré de substitution se situe dans l'intervalle de 0, 05 à 0, 20, de préférence de 0, 05 à 0, 10, par exemple de 0, 06 ä 0, 20, comme 0, 06 à 0, 10.
6-Composition d'encollage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rapport agent d'encollage réactif à l'égard de la cellulose : amidon cationique se situe dans l'intervalle de 1 : 0, 02 ä 1 : 2 et de préférence dans l'intervalle de 1:0,05 à 1 : 0, 5.
7-Composition d'encollage suivant l'une <Desc/Clms Page number 22> quelconque des revendications prédédentes, caracte- risée en ce que l'agent d'encollage hydrophobe réactif à l'egard de la cellulose est choisi dans la classe formée par : a) les anhydrides d'acides de formule : EMI22.1 où R2 et R3 sont identiques ou différents et représentent chacun un radical hydrocarboné de 7 ä 30 atomes de carbone; b) les anhydrides dicarboxyliques cycliques de formule : EMI22.2 où R4 compte 2 ou 3 atomes de carbone et Rus représente un radical hydrocarboné de 7 à 30 atomes de carbone ; c) les cétènes dimères de formule :

(R6CH = C=0) 2 où R6 représente un radical hydrocarboné de 6 ä 30 atomes de carbone qui est de préférence un radical alcoyle de 6 ä 22 atomes de carbone ; et d) les isocyanates de formule : R7-N=C=0 où R7 représente un radical hydrocarboné de 7 ä 30 atomes de carbone.
8 - Composition d'encollage suivant l'une <Desc/Clms Page number 23> quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'agent d'encollage hydrophobe réacti : EMI23.1 à l'égard de la cellulose est un cétène dimère de formule : (R6CH = CO) D où R6 est un radical hydrocarboné de 6 ä 30 atomes b de carbone et de préférence un radical alcoyle de 6 ä 22 atomes de carbone.
9 - Composition d'encollage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle contient en outre un agent dispersant et/ou une résine synthétique supplémentaire.
10 - Procédé de préparation d'une composition d'encollage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on dissout l'amidon hautement ramifié de haut poids moléculaire dans de l'eau, si nécessaire en apportant de la chaleur et en y incorporant un agent dispersant ; on ajuste la température de la solution résultante ä une valeur supérieure au point de fusion de l'agent d'encollage reactif ä l'egard de la cellulose et on ajoute ensuite l'agent d'encollage ä la solution pour former une émulsion grossière ; on soumet l'émulsion grossière ä des forces de cisaillement pour affiner la granulométrie de l'emulsion ; et si nécessaire, on refroidit l'émulsion ainsi obtenue.
11 - Procédé de fabrication de papier ou de carton encollé suivant lequel un agent d'encollage est ajouté pendant la fabrication du papier ou du carton, soit à la pâte à papier avant l'égouttage de celle-ci, soit dans la presse à encoller dans laquelle défile le papier ou le carton, caractérisé en ce qu'on utilise comme agent d'encollage la composition d'encollage suivant l'une quelconque des reven- <Desc/Clms Page number 24> dications 1 ä 9, cette composition d'encollage étant de préférence utilisée en une quantité d'environ 0, 4 de solides au total par tonne métrique de papier ou de carton ä environ 4 kg de solides au total par tonne métrique de papier ou de carton.
12 - procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'on ajoute la composition d'encollage à la pâte à papier moins de 5 minutes avant EMI24.1 d'égoutter celle-ci,
13 - Papier ou carton encollé obtenu par un procédé suivant l'une quelconque des revendications 11 et 12.