WO2005083175A1 - Composition antiglisse resistant a la temperature repulpable, utilisable sur machine a papier, et supports antiglisse ainsi obtenus - Google Patents

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WO2005083175A1
WO2005083175A1 PCT/FR2005/000163 FR2005000163W WO2005083175A1 WO 2005083175 A1 WO2005083175 A1 WO 2005083175A1 FR 2005000163 W FR2005000163 W FR 2005000163W WO 2005083175 A1 WO2005083175 A1 WO 2005083175A1
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antighsse
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Jean-Pierre Croquelois
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Jean-Pierre Croquelois
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D21H21/50—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by form
    • D21H21/52—Additives of definite length or shape

Definitions

  • the invention relates to a composition in a very economical aqueous form, allowing the manufacture of non-slip supports without risk of sticking between the sheets resistant to high temperatures and usable on paper machine.
  • non-slip supports have been known for a long time; it is generally carried out on coaters outside of the paper machine, by air knife coating, Champion bar, Mayer's bar, spraying or other known systems for coating paper.
  • the supports coated with these compositions are currently the most effective. They have, however, the disadvantage of being expensive and of having antighsse properties which disappear at low temperature, and which are destroyed as soon as the temperature exceeds 140 ° C.
  • Expanded polystyrene sheets with non-slip properties are also used as non-slip placemats, but their lack of rigidity does not allow the use of these products as palletizing interleaves.
  • the supports obtained with this composition also have non-slip properties which do not vary with temperature.
  • Most antighsse papers manufactured industrially contain microspheres of PVdC acrylonitrile copolymers containing a gas (butane, isopropane ). At low temperature these microspheres harden and the anti-slip properties disappear; at high temperature (> 140 ° C), the microspheres burst, canceling the anti-slip effect.
  • the non-slip papers produced according to the invention are insensitive to temperature variations, and retain their properties over a wide temperature range (-40 ° C to 220 ° C).
  • Silicas are commonly used for the manufacture of non-slip supports, and many qualities of silica are available for this application, but the results obtained are of average quality, and these products are especially effective when they are applied on themselves. , this is the case in particular in the treatment of cement bags for example.
  • Diatoms mainly consist of silica (between 85 and 85).
  • the antighsse effect obtained in this way is comparable to that obtained by coating using a composition using expandable microspheres, which are currently the most efficient products on the market.
  • the supports produced on the basis of diatoms according to the invention have the following advantages: - Economic advantage: diatoms which are fossil products are very inexpensive. - Ease of implementation on paper machine.
  • the supports produced using a composition comprising microspheres are generally coated outside the machine.
  • Suitability for food contact diatoms are often used as a filtering agent in the food industry, and in drinks in particular.
  • Coated supports easily repulpable.
  • Lack of bonding between the sheets. Very high stability of the antighsse properties over a wide temperature range (- 40 to 220 ° C). Substrates coated with a composition based on microspheres lose their anti-slip properties at low temperature because the microspheres harden when cold. Beyond 130 ° C the microspheres are destroyed, and the supports thus treated lose their antighsse properties.
  • US Patent 2,643,048 describes a discontinuous coating of colloidal silica particles on bags.
  • Patent JP 96 143 610 describes an antighsse composition comprising an acrylic latex, colloidal silica and alumina.
  • Patent JP 96 127 627 describes a composition comprising an acrylic styrene latex and colloidal silica.
  • Patent JP 96 120 194 describes a corrugated cardboard coated with a composition comprising an acrylic styrene copolymer and silica.
  • Patent JP 100 53 742 describes an antighsse composition comprising a chlorinated vinyl emulsion polymer and / or an acrylic emulsion polymer having a film-forming temperature of - 10 to 20 ° C with an SBR or NBR latex having a T g of - 50 ° C to - 15 ° C; composition which may also contain colloidal silica (0.5 to 5%).
  • Patent JP 2000 220 094 describes a non-sticky non-slip composition comprising an SBR latex, a wax emulsion and hollow inorganic pigments having a particle size of between 5 and 200 ⁇ m.
  • Patent JP 129 271 describes a non-sticky non-slip composition for corrugated cardboard comprising a copolymer obtained by copolymerization of a vinyl-silane with an ethylenic monomer, and of a colloidal silica.
  • Patent JP 90 130 010 describes an antighsse composition comprising an antighsse resin (acrylic, EVA, etc.) and a sodium alginate; composition which may contain colloidal sugar.
  • Patent JP 731 64 63 describes an anti-slip and non-sticky composition for a pre-printed cover of corrugated cardboard comprising a copolymer obtained by copolymerization of an ethylenic unsaturated monomer and of methacrylamide, and of colloidal sugar.
  • Patent JP 234 997 describes an antighsse composition used in two successive layers, the first layer consisting of a thermoplastic resin having a T g ⁇ 0 ° C and the second layer consisting of a thermoplastic resin having a T g > 90 ° C, preferably mixed and colloidal silica.
  • Patent JP 6248 199 describes an antighsse composition for printed corrugated cardboard, comprising a copolymer obtained by copolymerization of a vinyl-silane with an ethylenic monomer, and of a colloidal silica treated with aluminate ions.
  • Patent JP 325 2880 describes a corrugated cardboard having antighsse and hydrophobic properties, comprising a cover paper coated with an emulsion polymer (acrylic, styrenic resin, polyurethane, vinyl) and silicon particles.
  • the invention describes a coating composition allowing the coating of non-slip supports without bonding between the stacked sheets, the antighsse properties of which do not vary with temperature, repulpable and usable in a size press on a paper machine.
  • This composition mainly comprises: a) A thermoplastic emulsion polymer whose T g is less than 50 ° C. b) Diatoms having a particle size between 5 and 250 microns.
  • aqueous compositions of the invention comprise: 1. A thermoplastic polymer having a T g of less than 50 ° C.
  • the polymers used can be any of the polymers commonly used for coating paper such as: styrene-butadiene copolymers, acrylic and acrylic copolymers, polyvinyl acetates, ethylene vinyl-acetate copolymers, nitrile rubber, or others.
  • Diatoms (Bacillariophyceae) are unicellular algae ' photosynthetic, yellow or brown, abundant in most aquatic environments. The cell is surrounded by a hydrated sihce envelope called frustule, consisting of two nested valves. When the organism dies, the valves can, if the environmental conditions are favorable, remain in the sediments. They have a very fine ornamentation, of great systematic value. There are many diatoms, of various shapes and sizes.
  • Centric diatoms are circular diatoms with radiated structures, the diameter of which can range from 10 to 20 microns; • “Melosira” - these are diatoms that affect the shape of a cylinder whose height is between one and two times the diameter; . the “Coscinodiscus” - these are discoid, flat diatoms that can exceed 30 microns in diameter, and whose entire surface of the frustule is adorned with a network of honeycombs where the centric symmetry is hardly marked.
  • the anti-slip compositions of the invention are mixtures of different diatoms, crushed, in the most diverse forms. It is the irregular shape of these diatoms which ensures the anti-slip function of the compositions of the invention.
  • the anti-slip compositions based on microspheres it is the expanded microspheres which are of diameter greater than the thickness of the layer which ensure the anti-slip effect of the compositions by damping effect.
  • the anti-slip effect is obtained by attachment of the diatoms due to their irregular shape on the contacting surfaces, the damping effect being obtained by the plasticity of the low T g thermoplastics used. This effect is not seen with colloidal seats, seats or other fillers.
  • additives in small quantities such as dyes, pigments, plasticizers, rheology modifiers, antistatic agents, surfactants, dispersants, thickeners or other products commonly used in the coating of paper.
  • the anti-slip compositions thus composed comprise: a) from 15 to 85 parts by dry weight of a thermoplastic polymer having a T g of less than 50 ° C., b) from 85 to 15 parts by weight of diatoms having a particle size between 5 and 250 microns, c) a coupling agent such as amino-silanes, vinyl-silanes, epoxy-silanes, d) mineral fillers such as kaohn, calcium carbonate, titanium dioxide, e) additives promoting coating, f ) optionally reactive silicone resins in emulsion.
  • non-slip values were measured by the inched plane method, by apphcation of a weight of 220 g on the treated paper, itself apphché on a varnished cardboard.
  • Example 1 The following composition is prepared using a mixer rotating at the speed of 1500 revolutions / minute at room temperature:
  • Brookfield viscosity 450 cps
  • This composition was coated on a pilot coater with a doctor blade under the same conditions as in the previous example.
  • the water resistance was measured by measuring the Cobb according to standard NF 20535 - ISO 535 with a contact time of 60 seconds.
  • the Cobb value measured was 20 g / m 2 .
  • Coupling agent 0.2 kg ⁇ -aminopropyl trimethoxysilane ammonia for pH 9 q.s.
  • This composition is then deposited directly on a paper machine using a press press, on a cover paper for corrugated cardboard of 140 g / m bonded in the mass using rosin at pH 6.5.
  • Example 4 The same composition as in Example 4 was prepared by replacing the SBR latex with an ethylene-vinyl-acetate copolymer Vinamul 3161 (Vinamul) having a T g of 3 ° C and a dry extract of 55%.
  • Vinamul ethylene-vinyl-acetate copolymer
  • Example 4 The same composition as in Example 4 was prepared with an SBR STYRONAL PR 8717 latex (BaSf) but by replacing the DLF-N diatoms by a basic pyrogenic SIPERNAT 360 (DEGUSSA) having an average particle size of 15 ⁇ m and a surface specific 50 m / g.
  • SBR STYRONAL PR 8717 latex BaSf
  • DEGUSSA basic pyrogenic SIPERNAT 360
  • Example 4 The same composition as in Example 4 was prepared with an SBR STYRONAL PR 8717 latex (BaSf) but by replacing the DLF-N diatoms with an acid pyrogenic silica SIPERNAT 50
  • compositions were coated in the laboratory using a Mayer bar with a wet weight of 25 g / m 2, that is to say a dry weight of 3.25 g / m 2 on a bonded paper of corrugated cardboard cover of
  • Example 8 A costly cover paper for 140 g / m 2 corrugated cardboard was coated in the laboratory using a Mayer bar with the following composition:
  • This composition was coated using a Mayer bar with a wet weight of 25 g / m 2, ie a dry weight of 2.5 g / m 2 .
  • compositions using diatoms can be used on a paper machine in a size press.
  • the antighsse properties are superior to those obtained using sihce.
  • the use of coupling agents using trimethoxysilane strengthens the cohesion between the diatoms and the latex, but does not modify the antighsse properties.
  • compositions based on diatoms have the following advantages: 1. Economic advantage: diatoms which are fossil products being very inexpensive. 2. Ease of use on a paper machine: the diatom-based compositions behaving quite comparable to the coating coatings commonly used for printing and writing papers. 3. Thermal resistance: the anti-slip papers obtained with the diatom-based compositions also retain their properties. well at low temperature (- 40 ° C) than at high temperature (220 ° C); the upper limit being due to the thermal resistance of the paper itself.

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Abstract

L' invention concerne une composition sous forme aqueuse très économique, permettant la fabrication de supports antiglisse sans risque de collage entre les feuilles, utilisable sur machine à papier, et présentant la caractéristique d'avoir des propriétés antiglisse qui ne varient pas dans une large gamme de température (- 40°C à 220°C). Cette composition comprend principalement de 15 à 85 parts d'un thermoplastique ayant une Tg inférieure à 50°C et de 85 à 15 parts de diatomées fossiles.

Description

COMPOSITION ANTIGLISSE RESISTANT A LA TEMPERATURE REPULPABLE, UTILISABLE SUR MACHINE A PAPIER, ET SUPPORTS ANTIGLISSE AINSI OBTENUS L'invention concerne une composition sous forme aqueuse très économique, permettant la fabrication de supports antiglisse sans risque de collage entre les feuilles résistant à des températures élevées et utilisable sur machine à papier. Etat de la technique
La fabrication de supports antiglisse est connue depuis longtemps ; elle est en général réalisée sur des coucheuses hors machine à papier, par enduction en lame d'air, Barre Champion, Barre de Mayer, pulvérisation ou autres systèmes connus pour l'enduction du papier.
On connaît trois familles de produits obtenus par ces techniques : a) Les produits obtenus par couchage de produits collants ; paraffines ou autres produits collants. L'effet antiglisse est obtenu par l'effet poissant des produits utilisés. Les supports obtenus par cette technique, très efficaces, présentent l'inconvénient de présenter des phénomènes de collage entre les feuilles, limitant leur utilisation à un usage manuel. b) Les produits obtenus par enduction à l'aide de silices précipitées, pyrogénées, ou colloïdales. L'efficacité de ces produits est toute relative et ils ne sont réellement utilisables que dans les cas où les surfaces traitées frottent sur elles-mêmes. c) Les produits obtenus par couchage de compositions à base de latex et de microsphères qui expansent sous l'influence de la chaleur. Ces produits présentent l'inconvénient de présenter des phénomènes de collage entre les feuilles. Lorsque ces feuilles sont stockées en pile sur palettes : ce qui empêche le gerbage des palettes, renchérissant les coûts de transport et de stockage.
Les supports couchés avec ces compositions sont actuellement les plus performants. Ils présentent, cependant, l'inconvénient d'être coûteux et d'avoir des propriétés antighsse qui disparaissent à basse température, et qui sont détruites dès que la température dépasse 140°C.
Cet inconvénient limite l'utilisation de ces produits dans le domaine des surgelés par exemple, ou dans les pays de grand froid. La mauvaise tenue à la chaleur limite également l'utilisation de ces produits lorsqu'ils doivent être appliqués sur d'autres supports par thermocollage.
Des feuilles de polystyrène expansé, présentant des propriétés antiglisse sont également utilisées comme sets de table antidérapants, mais leur manque de rigidité ne permet pas l'utilisation de ces produits en tant qu'intercalaires de palettisation.
L'inventeur a découvert que l'utilisation de diatomées, en association avec des polymères thermoplastiques en émulsion à faible Tg (température de transition vitreuse) permettait d'obtenir, contre toute attente, des supports antighsse très performants qui présentent l'avantage de ne pas présenter de phénomènes de collage entre les feuilles. Les supports obtenus avec cette composition ont de plus des propriétés antiglisse qui ne varient pas avec la température. La plupart des papiers antighsse fabriqués industriellement comportent des microsphères en copolymères PVdC acrylonitrile contenant un gaz (butane, isopropane...). A basse température ces microsphères durcissent et les propriétés antiglisse disparaissent ; à haute température (> 140°C), les microsphères éclatent annulant l'effet antiglisse. Les papiers antiglisse fabriqués selon l'invention sont insensibles aux variations de température, et conservent leurs propriétés dans une large gamme de température (-40°C à 220°C).
Les silices sont couramment utilisées pour la fabrication de supports antiglisse, et de nombreuses qualités de silice sont disponibles pour cette application, mais les résultats obtenus sont de qualité moyenne, et ces produits sont surtout efficaces lorsqu'ils sont mis en application sur eux-mêmes, c'est le cas en particulier dans le traitement des sacs ciment par exemple.
Les diatomées sont principalement constituées de silice (entre 85 et
95 % en poids), mais c'est leurs formes particulières qui permet d'obtenir des propriétés antiglisse remarquables et très supérieures à toutes les silices utilisées à ce jour, l'effet antiglisse étant renforcé par effet d'amortisseur lorsque les diatomées sont liées avec un thermoplastique à faible Tg.
L'effet antighsse obtenu ainsi, est comparable à celui obtenu par enduction à l'aide de composition à l'aide de microsphères expansibles, qui sont actuellement les produits les plus performants du marché.
Par rapport aux supports réalisés à base de microsphères expansibles, les supports réalisés à base de diatomées selon l'invention présentent les avantages suivants : - Intérêt économique : les diatomées qui sont des produits fossiles sont très bon marché. - Facilité de mise en œuvre sur machine à papier. Les supports réalisés à l'aide de composition comprenant des microsphères sont généralement enduits hors machine. - Aptitude au contact alimentaire : les diatomées sont souvent utilisées comme agent de filtration dans l'industrie alimentaire, et dans les boissons en particulier. - Supports enduits facilement repulpables. - Absence de collage entre les feuilles. - Très grande stabilité des propriétés antighsse dans une large gamme de température (- 40 à 220°C). Les supports enduits à partir de composition à base de microsphères perdent leurs propriétés antiglisse à basse température car les microsphères durcissent à froid. Au-delà de 130°C les microsphères sont détruites, et les supports ainsi traités perdent leurs propriétés antighsse.
Le brevet US 2 643 048 décrit une enduction discontinue de particules de silice colloïdale sur des sacs.
Le brevet JP 96 143 610 décrit une composition antighsse comportant un latex acrylique, de la silice colloïdale et de l'alumine. Le brevet JP 96 127 627 décrit une composition comprenant un latex styrène acrylique et de la silice colloïdale.
Le brevet JP 96 120 194 décrit un carton ondulé enduit d'une composition comprenant un copolymère styrène acrylique et de la silice.
Le brevet JP 100 53 742 décrit une composition antighsse comprenant un polymère vinylique chloré en emulsion et/ou un polymère acrylique en emulsion ayant une température de formation de film de - 10 à 20°C avec un latex SBR ou NBR ayant une Tg de - 50°C à - 15°C ; composition pouvant également contenir de la silice colloïdale (0.5 à 5 %). Le brevet JP 2000 220 094 décrit une composition antiglisse non collante comprenant un latex SBR, une emulsion de cire et des pigments inorganiques creux ayant une dimension de particules comprise entre 5 et 200 μm.
Le brevet JP 129 271 décrit une composition antiglisse non collante pour carton ondulé comprenant un copolymère obtenu par copolymérisation d'un vinyl-silane avec un monomère éthylénique, et d'une silice colloïdale.
Le brevet JP 90 130 010 décrit une composition antighsse comprenant une résine antighsse (acrylique, EVA...) et un alginate de sodium ; composition pouvant contenir de la sihce colloïdale. Le brevet JP 731 64 63 décrit une composition antiglisse et non collante pour couverture préimprimée de carton ondulé comprenant un copolymère obtenu par copolymérisation d'un monomère éthylénique insaturé et de méthacrylamide, et de sihce colloïdale. Le brevet JP 234 997 décrit une composition antighsse utilisée en deux couches successives, la première couche étant constituée d'une résine thermoplastique ayant une Tg < 0°C et la seconde couche étant constituée d'une résine thermoplastique ayant une Tg > 90°C, de préférence mélangée et de la silice colloïdale.
Le brevet JP 6248 199 décrit une composition antighsse pour carton ondulé imprimé, comprenant un copolymère obtenu par copolymérisation d'un vinyl-silane avec un monomère éthylénique, et d'une silice colloïdale traitée avec des ions aluminate. Le brevet JP 325 2880 décrit un carton ondulé ayant des propriétés antighsse et hydrophobes, comprenant un papier de couverture enduit d'un polymère en emulsion (acrylique, résine styrénique, polyuréthanne, vinylique) et de particules de sihce.
Résumé de l'invention
L'invention décrit une composition de couchage permettant l'enduction de supports antiglisse sans collage entre les feuilles empilées dont les propriétés antighsse ne varient pas avec la température, repulpable et utilisable en presse encoUeuse sur machine à papier. Cette composition comprend principalement : a) Un polymère thermoplastique en emulsion dont la Tg est inférieure à 50°C. b) Des diatomées ayant une granulométrie comprise entre 5 et 250 microns.
Description détaillée de l'invention Les compositions aqueuses de l'invention comprennent : 1. Un polymère thermoplastique ayant une Tg inférieure à 50°C. Les polymères utilisés peuvent être n'importe lequel des polymères couramment utilisés pour le couchage du papier tels que : copolymères styrène - butadiène, acryliques et copolymères acryliques, acétates de polyvinyl, copolymères éthylène vinyl- acétate, caoutchouc nitriles, ou autres.
2. Des diatomées lacustre/ou marines. Les diatomées (Bacillariophycées) sont des algues unicellulaires ' photosynthétiques, jaunes ou brunes, abondantes dans la plupart des milieux aquatiques. La cellule est entourée d'une enveloppe en sihce hydratée appelée frustule, constituée de deux valves emboîtées. A la mort de l'organisme les valves peuvent si les conditions du milieu sont favorables, se conserver dans les sédiments. Elles présentent une ornementation très fine, de grande valeur systématique. Il existe de très nombreuses diatomées, de formes et de dimensions variées.
On peut citer sans être limitatif : - Les diatomées centriques : . les « Cyclotella » - ce sont des diatomées circulaires à structures radiées dont le diamètre peut aller de 10 à 20 microns ; • les « Melosira » - ce sont des diatomées qui affectent la forme d'un cylindre dont la hauteur est comprise entre une à deux fois le diamètre ; . les « Coscinodiscus » - ce sont des diatomées discoïdes, plates qui peuvent dépasser 30 microns de diamètre, et dont toute la surface de la frustule est ornée d'un réseau de nids d'abeilles où la symétrie centrique se marque peu.
- Les diatomées pennées : . les « Navicula » - ce sont des diatomées allongées, fines, dont la forme rappelle celle des bateaux de compétition d'aviron. Elles sont souvent de grande taille (50, 100 microns, parfois plus). Parfaitement symétriques, elles présentent, de part et d'autre d'une zone axiale bien marquée, des stries centripètes ; . les « Cymbella » - ces diatomées ressemblent aux précédentes, mais les frustules sont courbes ; . les « Epithemia » - la forme de ces diatomées évoque un bicorne très aplati ; • les « Fragillaria » - ces diatomées se présentent comme des baquettes très fines et très allongées ; • les « Surirella » - cette diatomée peut atteindre le demi- millimètre. Elle affecte la forme d'une feuille de laurier. L'ornementation, très caractéristique, est constituée par une marge largement striée. On pourrait également citer les « Nitschia » évoquant des cosses de pois, les « Tetracyclus » qui dessinent des vitraux médiévaux, les « Staurosina » en forme de croix etc. etc. Les diatomées commerciales, le plus souvent utilisées comme agents de filtration sont des mélanges de différentes diatomées, broyées, aux formes les plus diverses. C'est la forme irrégulière de ces diatomées qui assure la fonction antiglisse des compositions de l'invention. Dans les compositions antiglisse à base de microsphères, ce sont les microsphères expansées qui sont de diamètre supérieur à l'épaisseur de la couche qui assurent l'effet antighsse des compositions par effet amortisseur. Dans les compositions antiglisse de l'invention, l'effet antiglisse est obtenu par accrochage des diatomées dû à leur forme irrégulière sur les surfaces en contact, l'effet amortisseur étant obtenu par la plasticité des thermoplastiques à faible Tg utilisés. Cet effet n'est pas constaté avec des sihces colloïdales, des sihces ou autres charges.
3. Des charges minérales telles que les sihces, le kaohn, le di oxyde de titane, le carbonate de calcium, le sulfate de baryum, le sulfate de calcium. 4. Des agents de couplage pour renforcer la liaison entre les diatomées et les hants, et éviter les phénomènes de poudrage qui pourraient nuire aux propriétés antighsse tels que γ-aminopropyl triméthoxysilane, vinyl-triethoxysilane, vinyl-tris-(β-méthoxy éthoxy-silane, vinyl-triacetoxy-silane, γ-methacryloxypropyl- trimethoxysilane, γ-(β ammoéthyl)-aminopropyl-trimethoxysilane ou autres.
5. Des additifs en faibles quantités tels que des colorants, des pigments, des plastifiants, des modificateurs de rhéologie, des agents antistatiques, des tensio-actifs, des dispersants, des épaississants ou autres produits couramment utilisés dans le couchage du papier.
6. Eventuellement des résines sihcones réactives en emulsion qui réagissent avec les groupements Si-OH des diatomées pour rendre les compositions hydrophobes.
L'analyse chimique type de ces diatomées est la suivante
Figure imgf000011_0001
Les compositions antiglisse ainsi composées comportent : a) de 15 à 85 parts en poids sec d'un polymère thermoplastique ayant une Tg inférieure à 50°C, b) de 85 à 15 parts en poids de diatomées ayant une granulométrie comprise entre 5 et 250 microns, c) un agent de couplage tel que amino-silanes, vinyl-silanes, époxy- silanes, d) des charges minérales tels que kaohn, carbonate de calcium, du dioxyde de titane, e) des additifs favorisant le couchage, f) éventuellement des résines sihcones réactives en emulsion.
Les exemples suivants sont donnés à titre d'illustration, et ne limitent pas le champ de l'invention décrite dans les revendications. Les valeurs antiglisse ont été mesurées par la méthode du plan inchné, par apphcation d'un poids de 220 g sur le papier traité, lui-même apphqué sur un carton vernis.
Exemple 1 : La composition suivante est préparée à l'aide d'un mélangeur tournant à la vitesse de 1500 tours/minute à température ambiante :
Eau 500 litres Latex acrylique 95 litres Acronal S360D (BaSf) Tg ~ 10°C ES = 50 % Diatomées DIF-BO 75 kgs (CECA) Granulométrie (10 à 100 μm) Polyacrylate PA 85 5 kgs (Coatex) ES = 30 % Ammoniaque 0.3 1 pour pH 9
Extrait sec de la composition = 18 % dont 39 parts de thermoplastique en sec et 60 parts de diatomées en sec Viscosité Brookfield = 400 cps
Cette composition est ensuite déposée directement sur machine à papier, à l'aide d'une barre Champion sur un papier de couverture pour carton ondulé de 220 g/m2 collé dans la masse à l'aide de colophane à pH 6.5 (Cobb 1 mn = 30 g/m2). Poids déposé humide = 25 g/m2
Soit un dépôt sec de 4,5 g/m2
Exemple 2 :
On prépare la composition suivante de la même manière que dans l'exemple 1 avec les produits suivants :
Eau 73.95 parties en poids
Latex SBR
Styronal PR 8717 (ES = 50 %) 10 parties en poids Tg ~ 10°C (Basf) Diatomées CLARCEL cbr. 3 10 parties en poids
(CECA) Antimousse Etingal L (Basf) 0,02 parties en poids Kaolin 7A 4 parties en poids
(Kaohns d'Arvor)
Dispersant PA 53 (ES = 30 %) 0,03 parties en poids
(Coatex)
Epaississant PA 85 (ES = 30 %) 2 parties en poids
(Coatex)
Ammoniaque pour pH 9 qs
Extrait sec de la composition = 19.6 %
Viscosité Brookfield = 450 cps
Rétention d'eau = 165 g/m2
Cette composition a été enduite sur une coucheuse pilote à la racle, sur un papier de couverture pour carton ondulé de 220 g/m 2 collé dans la masse à l'aide de colophane à pH 6.5 (Cobb = 25 g/m2). Poids déposé humide par face 25 g/m2
Soit un poids déposé par face de 4,9 g/m2
Exemple 3 :
La même composition a été préparée à laquelle on a ajouté L5 parties en poids d'une résine silicone réactive en emulsion : TEGO PHOBE 1400
(ES = 50 %) (TEGO TECHNOLOGY).
Cette composition a été enduite sur une coucheuse pilote à la racle dans les mêmes conditions que dans l'exemple précédent. La résistance à l'eau a été mesurée par mesure du Cobb selon la norme NF 20535 - ISO 535 avec un temps de contact de 60 secondes.
La valeur de Cobb mesurée était de 20 g/m2.
La réaction des résines sihcones réactives avec les groupements SiOH des diatomées a ainsi permis de rendre hydrophobes les papiers ainsi traités, de plus les propriétés antiglisse ont été améliorées. Exemple 4 :
On prépare la composition suivante, de la même manière que dans l'exemple 1 avec les produits suivants.
EAU 1 060 litres
Latex SBR (Basf) 120 litres
Styronal PR 8717
Tg ~ 10°C (ES = 50 %)
Diatomées Clarcel DLF-N 100 kg
(CECA)
Granulométrie moyenne
10 μm
Dispersant PA 53 0.4 kg
(Coatex)
Agent de couplage 0.2 kg γ-aminopropyl trimethoxysilane ammoniaque pour pH 9 q.s.
Extrait sec de la composition = 13 % dont 38 parts de thermoplastique en sec et 62 parts de diatomées en sec Viscosité Brookfield = 120 cps
Cette composition est ensuite déposée directement sur machine à papier à l'aide d'une presse encoUeuse, sur un papier de couverture pour carton ondulé de 140 g/m collé dans la masse à l'aide de colophane à pH 6.5
(Cobb = 25 g/m2).
Poids déposé humide par face 25 g/m2
Soit un poids déposé sec par face de 3.25 g/m2 Exemple 5 :
La même composition que dans l'exemple 4 a été préparée en remplaçant le latex SBR par un copolymère éthylène-vinyl-acétate Vinamul 3161 (Vinamul) ayant une Tg de 3°C et un extrait sec de 55 %. Cette composition a été enduite en presse encoUeuse sur machine à papier sur un papier de couverture pour carton ondulé de 140 g/m2 collé dans la masse à l'aide de colophane à pH 6.5 (Cobb = 25 g/m2). Poids déposé humide par face 25 g/m2.
Soit un poids déposé sec par face de 3.25 g/m2.
Exemple 6 :
La même composition que dans l'exemple 4 a été préparée avec un latex SBR STYRONAL PR 8717 (BaSf) mais en remplaçant les diatomées DLF-N par une sihce pyrogénée basique SIPERNAT 360 (DEGUSSA) ayant une granulométrie moyenne de 15 μm et une surface spécifique de 50 m /g.
Exemple 7 :
La même composition que dans l'exemple 4 a été préparée avec un latex SBR STYRONAL PR 8717 (BaSf) mais en remplaçant les diatomées DLF-N par une silice pyrogénée acide SIPERNAT 50
(DEGUSSA) ayant une granulométrie moyenne de 50 μm et une surface spécifique de 175 g/m .
Ces deux dernières compositions ont été enduites au laboratoire à l'aide d'une barre de Mayer avec un poids humide de 25 g/m2 soit un poids sec de 3.25 g/m2 sur un papier collé de couverture de carton ondulé de
140 g/m2. Exemple 8 : Un papier coUé de couverture pour carton ondulé 140 g/m2 a été enduit au laboratoire à l'aide d'une barre de Mayer avec la composition suivante :
EAU 75 parties en poids Silice colloïdale 25 parties en poids Ludox HS 40 % (Dupont de Nemours) Extrait sec = 10 % de la composition
Cette composition a été enduite à l'aide d'une barre de Mayer avec un poids humide de 25 g/m2 soit un poids sec de 2.5 g/m2.
Résultats : les résultats de ces différents exemples sont résumés dans le tableau suivant :
Figure imgf000017_0001
On peut tirer les conclusions suivantes de ces différents exemples.
Ces compositions à l'aide de diatomées peuvent être utilisées sur machine à papier en presse encoUeuse. Les propriétés antighsse sont supérieures à celles obtenus à l'aide de sihce. L'utihsation d'agents de couplage à l'aide de triméthoxysilane renforce la cohésion entre les diatomées et le latex, mais ne modifie pas les propriétés antighsse.
L'utihsation de résine sihcone réactive améliore la résistance à l'eau des papiers ainsi traités et améliore les propriétés antighsse.
Au-delà de 3.25 g/m2, l'augmentation du poids déposé ne modifie pas les propriétés antighsse. L'utilisation de diatomées en liaison avec une résine thermoplastique à faible Tg, permet d'obtenir des papiers antighsse ayant des propriétés antiglisse comparables à celles obtenus avec des compositions comportant des microsphères, qui sont actuellement les produits les plus performants du marché.
Par rapport aux compositions comportant des microsphères, les compositions à base de diatomées présentent les avantages suivants : 1. Intérêt économique : les diatomées qui sont des produits fossiles étant très peu coûteuses. 2. Facilité de mise en œuvre sur machine à papier : les compositions à base de diatomées se comportant de manière tout à fait comparable à des sauces de couchage de papier couramment utilisées pour les papiers d'impression écriture. 3. Résistance thermique : les papiers antiglisse obtenus avec les compositions à base de diatomées conservent leur propriétés aussi bien à basse température (- 40°C) qu'à haute température (220°C) ; la limite supérieure étant due à la résistance thermique du papier lui-même.

Claims

Revendications
1) Une composition antighsse sous forme aqueuse, pouvant être utilisée pour la fabrication de papier antighsse à l'aide d'une presse encoUeuse sur machine à papier ou tout autre système de couchage, ayant une excellente résistance thermique caractérisée en ce qu'ehe comprend : a) de 15 à 85 parts en poids d'une résine thermoplastique, b) de 85 à 15 parts de diatomées ayant un large spectre de granulométrie de 5 à 250 microns.
2) Une composition antiglisse selon la revendication 1 dans laquelle la Tg de la résine thermoplastique est inférieure à 50°C.
3) Une composition antiglisse selon la revendication 1 caractérisée en ce que les résines thermoplastiques appartiennent à la classe des polymères suivants : styrène butadiène carboxylé ou non, copolymères acryhques, résines éthylène-vinyl-acétate, acétates de polyvinyl, caoutchouc nitriles...
4) Une composition antiglisse selon la revendication 1 caractérisée en ce que la composition comprend des charges minérales, comme le kaohn, le carbonate de calcium, le mica, le talc, le dioxyde de titane.
5) Une composition antiglisse selon la revendication 1 caractérisée en ce que la composition comprend un rétenteur d'eau, comme les polyacrylates, les carboxyméthylcelluloses, les alcools polyvinyliques, les alginates, hydroxyethylcelluloses ou polymères naturels. 6) Une composition antiglisse selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend des agents de pontage à base de silanes organofonctionnels comme des amino-silanes, vinyl- silanes, acrylsilanes, et similaires.
7) Une composition antiglisse selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle contient de 0 à 20 parts d'une résine silicone réactive en emulsion.
8) Des supports antighsse ayant une excellente résistance thermique enduits à l'aide de la composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
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