CH338799A - Procédé de préparation d'une colle - Google Patents

Description

  
 



  Procédé de préparation d'une colle
 La présente invention concerne un procédé de préparation d'une colle.



   Depuis longtemps on a cherché à réaliser industriellement des colles amylacées stables, donc conservables sous forme de dispersions dans l'eau, mais qui restent, par évaporation de l'eau, c'est-à-dire au moment du séchage, susceptibles de donner un film pratiquement insoluble dans l'eau. Les tentatives pour satisfaire à ces deux conditions, qui sont jusqu'à présent apparues comme contradictoires, n'ont pas abouti à l'établissement de méthodes simples et pratiques de fabrication.



   C'est ainsi qu'il a notamment été proposé de condenser des dérivés de l'amidon solubles dans l'eau avec du formaldéhyde, en présence d'un catalyseur, de manière à former un produit encore soluble dans l'eau et à ajouter de l'aldéhyde libre, ou à en laisser, dans le produit de réaction. Ce procédé connu est de réalisation très compliquée; il comporte une condensation préliminaire à l'autoclave de l'amidon préalablement solubilisé, puis une addition de formol. On obtient dans ces conditions des produits qui deviennent résistants à l'eau après séchage à   80-120  C.   



   La présente invention concerne un procédé simple et pratique pour obtenir des colles amylacées stables, donc conservables sous forme de dispersions dans   l'eau,    mais qui, par évaporation de l'eau, c'est-à-dire au moment du séchage, donnent un film pratiquement insoluble dans l'eau.



   On a constaté que la réaction du glyoxal et de ses homologues   sur - une    matière amylacée forme, en présence d'eau, un agrégat moléculaire insoluble dans   l'eau.    Cette observation était inattendue et imprévisible. En effet, si   l'on    opère dans les mmes conditions avec les monoaldéhydes, par exemple en faisant réagir un amidon naturel et le formaldéhyde, par exemple, on n'aboutit à aucun moment à un produit insoluble dans l'eau; on constate uniquement, au moment de l'éclatement du grain d'amidon à 65 - 750, la formation d'un empois d'amidon ordinaire, comme cela se produirait en présence d'eau seule, mais le formaldéhyde n'exerce aucune action spécifique et les colles ainsi obtenues ne donnent jamais de films résistant à l'eau.



   Dans ce qui suit, et sauf dans les exemples, le terme     glyoxal     doit tre compris comme englobant le glyoxal et ses homologues, c'est-à-dire les    produits répondant à la formule R CO CO. CHO dans    laquelle R est un atome d'hydrogène ou un radical alcoyle.



     I1    semble que   l'on    puisse expliquer comme suit le comportement très particulier du glyoxal: le glyoxal agit sur les molécules d'amidon comme agent de formation de pont, ce qui donne, au moment de l'éclatement du grain d'amidon un agrégat insoluble formé par des molécules réticulées; cet agrégat sera désigné ci-après sous le nom de  gel amidon  glyoxal  .    En poursuivant le chauffage, ce gel amidon-glyoxal se transforme en colle, car les molécules deviennent plus courtes et, par conséquent, dispersables dans l'eau.



   Lors de la concentration des colles par évaporation de l'eau, la réticulation des molécules se poursuit et devient de plus en plus intense; on aboutit ainsi à des molécules très réticulées, pratiquement insolubles dans l'eau.



   Compte tenu de ces constatations, le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce que   l'on    fait réagir en milieu aqueux une matière amy  lacée avec un produit de formule R.   CL. HO    dans laquelle R est un atome d'hydrogène ou un radical alcoyle jusqu'à obtenir un gel amidon   R. CO.    CHO insoluble dans l'eau, et que   l'on    chauffe ensuite le mélange de façon à liquéfier le gel.



   Ladite colle peut tre utilisée directement, sans addition d'aldéhyde ou de catalyseur, en donnant par simple séchage, mme à la température ordinaire, un film pratiquement insoluble dans l'eau et d'une dureté exceptionnelle.



   Suivant une réalisation préférée, on peut mélanger d'abord la matière amylacée avec le glyoxal et   reau,    on ajoute éventuellement un produit apte à maintenir un milieu réactionnel acide ou éventuellement neutre, mais non alcalin, on chauffe ensuite à une température modérée, comprise, par exemple, entre 50 et 750, en formant un agrégat moléculaire insoluble dans l'eau, on agite et   l'on    chauffe enfin à une température plus élevée, par exemple à   9S-100o,    éventuellement en présence d'une quantité supplémentaire d'eau, au moins jusqu'à liquéfaction du gel amidon-glyoxal.



   Lorsqu'on arrte le chauffage à l'obtention d'un liquide homogène (liquéfaction du gel), on se trouve en présence d'une colle directement utilisable, à chaud ou à froid; lorsqu'on la laisse refroidir, elle se prend en masse sous forme d'une gelée consistante, stable et inaltérable, facilement dispersable, mme à froid, en milieu aqueux.



   Lorsque   l'on    pousse le chauffage au-delà de la simple liquéfaction du gel, on peut obtenir une colle assez liquide, non gélifiable par refroidissement à la température ordinaire. On voit donc que   l'on    peut obtenir, selon que   l'on    pousse plus ou moins la réaction, des colles de propriétés physiques variables pouvant convenir chacune à des usages particuliers, mais donnant toutes, au séchage, mme à la température ordinaire, des pellicules d'une grande résistance à l'eau.



   Pour bloquer la réaction au stade désiré, il suffit, si le milieu réactionnel est acide, de neutraliser ce dernier par une addition d'alcali.



   Comme matières amylacées de départ, on peut utiliser les produits naturels, tels que les amidons, fécules, etc., ou les amidons partiellement hydrolysés (amidon soluble, dextrine, par exemple) ou les amidons solubilisés par éthérification, estérification, etc., ou des produits contenant les liants usuels à base desdites matières amylacées.



   Si   l'on    admet que l'amidon peut tre représenté par la formule suivante:
EMI2.1     
 on peut écrire cette formule sous la forme schématique suivante:
EMI2.2     

Le procédé selon l'invention se traduit alors par la suite d'équations suivantes:
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   I1    y a lieu d'insister sur le progrès technique entraîné par 

  le procédé selon l'invention ainsi que sur les nombreuses possibilités qu'il apporte par les produits qu'il permet de préparer. On savait que le glyoxal a la propriété de donner avec les matières amylacées des composés pratiquement insolubles dans l'eau, et   l'on    pouvait espérer que cette propriété aurait un certain nombre d'applications très intéressantes, notamment dans le domaine des colles, encollages, apprts et enduits pour papiers, tex  tiles; peintures    à l'eau lavables; couleurs pour papiers peints lavables, etc. En pratique cependant, toutes ces tentatives d'application ont échoué à cause de différentes difficultés qui se présentent.



  Lorsqu'on ajoute du glyoxal à une colle végétale, par exemple, l'effet du glyoxal est tellement brutal qu'il se produit une coagulation immédiate. On était donc obligé d'utiliser des colles de matières amylacées préalablement dégradées plus intensément (par exemple par dextrination ou au cours d'autres transformations telles que éthérification, estérification, etc.) ou d'appliquer le glyoxal par enduction ultérieure au moyen d'une solution de ce produit, ce qui représente des complications pratiques importantes.



  En outre, dans le cas des matières amylacées préalablement dégradées comme susindiqué (par dextrination, par exemple), les résultats d'insolubilisation obtenus avec le glyoxal sont souvent très inférieurs, et pour les obtenir il faut fréquemment opérer en présence de catalyseurs acides et mme généralement chauffer à des températures assez élevées. Or, pour certaines applications (par exemple: peintures) le chauffage ou la présence de catalyseurs acides ne peuvent généralement pas tre envisagés.



   Le procédé qui fait l'objet de la présente invention élimine au contraire toutes ces difficultés grâce à la préparation de colles stables pouvant tre obtenues de manière aussi simple qu'une colle végétale ordinaire et qui assurent tous les effets désirés et vainement recherches jusqu'à présent.



  Exemple   1 :   
 On a chauffé sous bonne agitation à 65 - 700 C un mélange de 200 parties en poids d'amidon de mais, 20 parties de glyoxal, 776 parties d'eau et 4 parties de pentachlorophénate de sodium (antiferment), jusqu'à formation   d'un    gel   amidon-glyoxal;    on a continué à chauffer sous agitation en présence d'un catalyseur acide, par exemple 3 parties d'acide oxalique, en élevant la température à 95 - 1000 C et en maintenant celle-ci jusqu'à liquéfaction du gel et obtention d'une colle bien   filante   à chaud mais restant gélifiable à froid. Dans ces conditions, la liquéfaction du gel demande environ 1 heure 1/2.



   Au refroidissement, la colle se prend en masse sous forme d'une gelée consistante.



   Le liant amylacé ainsi obtenu peut servir à des usages divers: liant pour peintures à l'eau lavables, pour couleurs de papiers peints lavables, pour apprts textiles permanents, pour enduits de papiers couchés lavables, etc.



   A titre d'exemple, on a humecté 1500 parties en poids de blanc de craie avec 340 parties d'eau de manière à obtenir une pâte homogène. Dans cette pâte de craie, on a introduit, sous bonne agitation, 1150 parties du liant amylacé obtenu ci-dessus et   l'on    a continué à agiter jusqu'à homogénéisation.



   On a obtenu une excellente peinture à l'eau, stockable pendant des durées illimitées sans altération, fournissant après application et séchage, une pellicule lavable, très dure, très adhérente, très résistante au frottement, ne poudrant pas.



  Exemple 2:
 On a mélangé à froid 100 parties de fécule de pomme de terre ordinaire, 20 parties de glyoxal, 300 parties d'eau, 3 parties d'acide sulfurique servant de catalyseur; on a ensuite chauffé sous bonne agitation, à environ 650 C jusqu'à formation d'un gel fécule-glyoxal, puis on a continué à chauffer sous agitation, en élevant la température à 95  100o    C et en maintenant cette température jusqu'à liquéfaction du gel et obtention d'une colle dont une prise d'essai soit ingélifiable par refroidissement à la température ordinaire; à ce moment, on a bloqué la réaction par neutralisation du milieu réactionnel, avec de la soude caustique. L'opération dure environ 2 heures.  



   Le liant ainsi obtenu, liquide à la température ordinaire et indéfiniment conservable, fournit des films transparents, assez brillants, assez résistants à l'eau, susceptibles par conséquent de nombreuses applications: collage à froid du papier, vernissage des papiers et cartons (cartes à jouer, enseignes publicitaires, etc.), composant d'enduits pour papiers couchés, pour apprts textiles, composant de couleurs pour papiers peints lavables, etc.



   A titre d'exemple, on a introduit sous bonne agitation dans une couleur ordinaire pour papiers peints comportant les pigments et charges habituels, mais exempte de liant, une quantité de liant amylacé préparé comme ci-dessus, telle que le taux de collage (rapport du poids de matière amylacée sèche au poids de matière sèche totale) soit de l'ordre de 12    /o.    On a ajouté également de la carboxyméthylcellulose en proportion de 2    /o    par rapport au liant amylacé susindiqué, cette addition ayant pour but d'améliorer le pouvoir glissant de la couleur en vue de son application sur machine.



   On a obtenu une couleur, très homogène et indéfiniment conservable, donnant après application sur le papier et séchage de celui-ci, sans aucune modification du processus habituel de fabrication, un papier peint lavable.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION : Procédé de préparation d'une colle, caractérisé en ce que l'on fait réagir en milieu aqueux une matière amylacée avec un produit de formule R.CO.CHO dans laquelle R est un atome d'hydrogène ou un radical alcoyle jusqu'à obtenir un gel amidon-R.CO.CHO insoluble dans l'eau et que l'on chauffe ensuite le mélange de façon à liquéfier le gel.

   SOUS-REVENDICATIONS : 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que l'on mélange la matière amylacée avec le produit R. CO. CHO et l'eau, que l'on chauffe à température modérée en formant un agrégat molé- culaire insoluble dans l'eau, que l'on agite et que l'on chauffe enfin à une température plus élevée au moins jusqu'à liquéfaction du gel amidon R.CO.CHO.

   2. Procédé selon la revendication et la sousrevendication 1, caractérisé en ce que l'on ajoute un produit apte à maintenir un milieu réactionnel non alcalin.

   3. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 et 2, caractérisé en ce que la température modérée est comprise entre 500 et 75O C 4. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 à 3, caractérisé en ce que la température plus élevée est comprise entre 95O et 1000 C.

   5. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on ajoute une quantité supplémentaire d'eau pendant le chauffage à température plus élevée.

   6. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 à 5, caractérisé en ce que la matière amylacée est naturelle.

   7. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 à 6, caractérisé en ce que la matière amylacée est solubilisée.

   8. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 à 6, caractérisé en ce que la matière amylacée est une fécule.

   9. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 à 6, caractérisé en ce que la matière amylacée est un amidon.

   10. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 à 6, caractérisé en ce que la matière amylacée est un amidon partiellement hydrolysé.

   11. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 à 6, caractérisé en ce que la matière amylacée est une dextrine.

   12. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 à 6, caractérisé en ce que la matière amylacée est un amidon solubilisé par éthérification.

   13. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 à 6, caractérisé en ce que la matière amylacée est un amidon solubilisé par estérification.

   14. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'on effectue la réaction en milieu acide.

   15. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'on effectue la réaction en milieu neutre.

   16. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'on arrte la réaction par neutralisation du milieu réactionnel.

   17. Procédé selon la revendication et les sousrevendications 1 à 16, caractérisé en ce que le chauffage est arrté juste après la liquéfaction du gel amidon-R . CO . CHO.