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Traitement de supports cellulosiques
La présente invention est relative à un procédé de traitement de supports cellulosiques permettant de réduire la pénétration d'agents
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c) nu < duneref ù udt fb ; b ùupp ù cuuU ue ufffjtfjutf leuf beft & ) Ujitt. e a < edu, par la mise en contact de ces supports cellulosiques avec des émulsions aqueuses à base de polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé, ainsi qu'à l'utilisation desdites émulsions aqueuses comme revêtement antiadhérent et/ou hydrofugeant sur des supports cellulosiques, dans la fabrication d'adhésifs sensibles à la pression.
Les produits autocollants ou adhésifs sensibles à la pression comprennent d'une manière générale une matière frontale constituée d'un papier ou d'un film polymère tel qu'en PVC, PE, PP, PET, cette partie du produit étant généralement imprimée, et servant d'étiquette qui sera par la suite collée sur l'article à identifier. Le collage de l'étiquette s'effectue sur l'article par simple pression d'une couche d'adhésif sensible à la pression appliquée au dos de l'étiquette. La protection de la couche d'adhésif ou collante de l'étiquette autoadhésive, au moment où cette dernière est appliquée sur le produit concerné, est assurée par un papier ou film polymère de protection sur lequel a été appliquée une fine couche de silicone, habituellement sous la forme d'un dépôt de 1 à 2 g/m2.
La couche de silicone qui est mise en contact avec la couche adhésive permet l'enlèvement aisé du papier ou film protecteur au moment de l'utilisation de l'étiquette autocollante. La force qu'il faudra exercer pour séparer les deux constituants est appelée la force d'antiadhérence. Cette
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force doit être contrôlée pour la plupart des applications d'étiquettes recourant à des poses automatiques et doit demeurer stable au cours du temps.
Une grande partie des complexes autoadhésifs est disponible sous la forme de bobines et utilise comme film ou papier protecteur un papier du type"glassine"de 60-65 g/m2. Il s'agit d'un papier fabriqué à partir d'une pâte de bisulfite fortement raffinée. Le raffinage poussé permet un enchevêtrement important des fibres et contribue à "fermer" le papier. Pour réduire encore la pénétration de la silicone qui sera ultérieurement déposée sur la surface du papier glassine, une solution de carboxyméthylcellulose (alcool polyvinylique) (CMC/PVA) est appliquée sur les deux faces du papier à la presse encolleuse de la machine à papier. Le papier est ensuite calandré hors machine. Cette
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une < j (Jtdi : t < j < t pctfdUftëve td fermeture ! uu pdp < er et uonrefe d ce dernier une certaine transparence.
Cette transparence est nécessaire lorsque l'on recourt à des cellules photoélectriques pour assurer le contrôle automatique du positionnement ou de l'avancement de la bande de papier sur différentes machines, telles que machines d'impression, machines de pose.
D'autres papiers protecteurs sont utilisés dans le domaine des produits autoadhésifs et notamment des papiers couchés au kaolin. Le couchage minéral permet un bon maintien en surface de la silicone déposée (ce qui n'est pas le cas pour un papier du type"glassine") mais ne présente pas l'avantage de la transparence de la glassine. Le papier protecteur du type couché au kaolin sera donc dans la plupart des cas utilisé sous forme de feuilles dans des applications à caractère plus manuel.
Toutefois, le papier glassine standard enduit de carboxy- méthylcellulose/alcool polyvinylique présente certains inconvénients parmi lesquels : - une quantité importante de silicone doit être déposée sur sa surface pour assurer la force d'antiadhérence désirée vis-à-vis d'une couche adhésive donnée.
En effet, une étude préliminaire du profil de pénétration d'une silicone au travers d'un papier réalisée en analysant la
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tranche du papier à l'aide d'un microscope électronique à balayage couplé à un analyseur d'énergies dispersives RX a permis d'établir qu'environ 60% de la silicone appliquée sur un papier glassine se trouvent dans la masse du papier (profondeur de pénétration jusqu'à 11 microns) et donc seuls les 40% restants sont utiles pour assurer la valeur d'antiadhérence désirée.
- l'enduit standard CMC/PVA provoque dans certaines conditions (hydrométriques, abrasives) du poussiérage sur machine.
- très mauvaise stabilité dimensionnelle. En fait, de par son caractère très raffiné et fortement calandré, le papier glassine varie dimensionnellement de façon très importante avec les variations hygrométriques de l'ambiance dans laquelle il est déplacé et développe donc un tuilage très important lorsqu'il se trouve complexé sous forme de produit autoaanes) î avec un produit frontal presentant en gênerai une meilleure stabilité dimensionnelle à l'humidité. Les éléments frontaux protecteurs forment en fait une espèce de"bilame"qui réagit différentellement aux variations d'humidité. En fait, le tuilage est souvent rédhibitoire pour la bonne utilisation du produit collant, par exemple lors de son passage dans des photocopieuses, imprimantes laser, jet d'encre.
De plus, si une glassine standard reçoit directement de l'eau sur sa surface, elle développe instantanément un tuilage tel que la feuille de papier s'enroulera sur elle-même.
Compte tenu des inconvénients précités, il est par conséquent difficilement concevable d'utiliser ce type de support cellulosique pour le siliconnage en base aqueuse si les machines d'enduction de silicone ne sont pas parfaitement adaptées à ce type de siliconnage, tel qu'une tension de bande insuffisante, fours thermiques à profil plat et à insufflation d'air chaud, non du type à flottation.
Un des buts de la présente invention consiste, par conséquent, à remédier aux inconvénients précités et à prévoir un procédé de traitement d'un support cellulosique, et notamment d'un papier du type glassine permettant de réduire la pénétration de l'agent ou des agents antiadhérents dans le support et/ou de diminuer sa sensibilité à
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l'eau, en mettant en contact le support cellulosique avec une émulsion aqueuse à base d'un polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé.
A cet effet, suivant la présente invention, l'émulsion aqueuse à base d'un polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé contient de plus une matière polymérique du type acrylique.
Avantageusement, la matière polymérique du type acrylique provient d'un monomère acrylique choisi dans le groupe comprenant l'acide acrylique, t'acide méthacrylique, J'acrylamide, le méthacrylamide, l'acrylate et le méthacrylate de méthyle, l'acrylate et le méthacrylate d'éthyle, l'acrylate et le méthacrylate de propyle, l'acrylate et le méthacrylate de butyle, l'acrylate et le méthacrylate d'hexyle, l'acrylate et le méthacrylate de cyclohexyle, l'acrylate et le méthacrylate de benzyle, l'acrylate et le méthacrylate d'isopropyle, l'acrylate et le méthacrylate d octyle, ralpha-chloroacrylate ae methy'e, 1 alpna-etnoxyacrylate a ethyls, l'acrylate et le méthacrylate de 2-éthylhexyle,
l'acrylate et le méthacrylate de phényle, l'alpha-chloroacrylonitrile, le N, N-diméthylacrylamide, le N, N-dibenzylacrylamide, les acrylates et méthacrylates d'hydroxy éthyle et les mélanges d'au moins deux de ces monomères acryliques.
Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la matière polymérique du type acrylique contient une fraction styrénique et est un copolymère acrylostyrénique.
Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, le copolymère acrylostyrénique est choisi dans le groupe comprenant les copolymères d'acide acrylique ou méthacrylique et de styrène, les copolymères d'acrylate ou de méthacrylate de butyle et de styrène et les copolymères d'acrylate ou de méthacrylate de méthyle, d'acrylonitrile ou de méthacrylonitrile, de styrène et d'acrylate ou de méthacrylate de 2-éthylhexyle.
L'invention concerne également l'émulsion aqueuse de polyorganosiloxane et de matière polymérique acrylique précitée, comme revêtement antiadhérent et/ou hydrofugeant sur un support cellulosique, notamment du papier glassine, dans la fabrication d'adhésifs sensibles à la pression.
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D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif de quelques formes de réalisation particulières de l'invention.
Comme on l'a déjà signalé précédemment, on traite le support cellulosique en lui appliquant sur une face ou sur les deux faces une couche d'émulsion aqueuse à base d'un polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé et d'une matière polymérique du type acrylique. On entend en fait par l'expression"matière polymérique du type acrylique" toute matière polymère ou copolymère contenant de l'acrylique.
On utilisera pour cela les matières polymériques obtenues en polymérisant un monomère acrylique et plus particulièrement l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'acrylamide, le méthacrylamide, l'acrylate ou le méthacrylate de méthyle, l'acrylate ou le méthacrylate d'éthyle, l'acrylate
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ou le metnacrylate de propyle, 1 acrylate ou le methacrylate de outyte, l'acrylate ou le méthacrylate d'hexyle, l'acrylate ou le méthacrylate de cyclohexyle, l'acrylate ou le méthacrylate de benzyle, l'acrylate ou le méthacrylate d'isopropyle, l'acrylate ou le méthacrylate d'octyle, l'alphachloroacrylate de méthyle, l'al pha-éthoxyacrylate d'éthyle, l'acrylate ou le méthacrylate de 2-éthylhexyle, l'acrylate ou le méthacrylate de phényle, l'alpha-chloroacrylonitrile, le N, N-diméthylacrylamide, le N,
N-dibenzyl- acrylamide, les acrylates et méthacrylates d'hydroxy éthyle et de butyle et les mélanges d'au moins deux de ces monomères acryliques. La matière polymérique du type acrylique contiendra avantageusement également une fraction styrénique. On entend par l'expression"fraction styrénique" tout monomère contenant du styrène copolymérisable avec la fraction acrylique pour obtenir un copolymère acrylostyrénique.
A cet égard, conviennent particulièrement bien comme monomère styrénique, le
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styrène, l'alpha-méthylstyrène, le méthylstyrène, le 2, 4-diméthylstyrène, l'éthylstyrène, l'isopropylstyrène, le butylstyrène, le phénylstyrène, le cyclohexylstyrène, le benzylstyrène, le chlorostyrène, le 2, 5-dichlorostyrène, le bromostyrène, le cyanostyrène, le nitrostyrène, le N, N-dimé- thylaminostyrène, l'acétoxystyrène, le phénoxystyrène et les mélanges d'au moins deux de ces monomères styréniques.
Des copolymères acrylostyréniques convenant particulièrement bien sont les copolymères
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d'acide (méth) acrylique et de styrène, les copolymères de méth (acrylate) de butyle et de styrène et les copolymères de méth (acrylate) de méthyle, de méth (acrylonitrile), de styrène et de méth (acrylate) de 2-éthylhexyle, les expressions " (méth) acrylique, méth (acrylate) et méth (acrylonitrile) couvrant à la fois les matières acryliques et méthacryliques.
Pour ce qui est du composant polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé de l'émulsion aqueuse, on se rapportera plus particulièrement à la demande de brevet EP-0 731 137 qui décrit d'une manière détaillée la formulation et la préparation de cette famille de produits. Comme on le notera, ces polyorganosiloxanes (POS) fonctionnalisés greffés sont en fait constitués de motifs copolymères greffés provenant d'au moins un monomère éthyléniquement insaturé polymérisable par voie radicalaire et d'un polyorganosiloxane fonctionnalisé contenant des motifs semblables ou différents de la formule suivante : RaYbc Si 0 (4-a-b-c)/2 (1) dans laquelle les différents symboles R, X, Y et a, b et c sont plus particulièrement définis aux pages 2 et 3 de la demande de brevet EP-0 731 137.
Suivant la présente invention, les quantités pondérales en matière polymérique du type acrylique et en polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé de l'émulsion aqueuse varient respectivement entre 5 et 20%, préférentiellement de 15 à 20%, et entre 10 et 20%, préférentellement de l'ordre de 15%. Pour ce qui est des quantités respectives de monomère éthyléniquement insaturé et de polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé celles-ci correspondent aux rapports pondéraux spécifiés dans la demande de brevet EPO 731 737 et sont de 98-50/2-50, et préfé-
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rentiellement de 95-75/5-25. L'émulsion aqueuse est en fait obtenue par un simple mélange des deux polymères sous forme d'émulsion aqueuse. A cet égard, les tailles des particules des émulsions utilisées dans le mélange sont extrêmement importantes.
Elles vont d'une taille de particule moyenne de 0, 3 à 1, 0 um et avantageusement de 0, 6 um pour le polyorganosiloxane fonctionnalisé et de 0, 05 à 0, 3 um, avantageusement
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de 0,15 pm pour la matière polymérique acrylique. En fait, cette différence de taille très marquée permet de mieux remplir les espaces libres lors de l'étalement de l'émulsion aqueuse sur le support cellulosique, les petites particules venant combler l'espace créé par les grosses particules. Cette configuration favorise la formation d'un film homogène et fermé à la surface du support cellulosique lors du séchage de l'émulsion après enduction et permet par conséquent la diminution dans le papier de la pénétration de la silicone qui sera déposée ultérieurement ainsi que l'absorption d'eau par la cellulose du côté de l'enduit ainsi appliqué.
Cet avantage est particulièrement mis en évidence par les Figures 2 et 3 annexées, qui donnent le profil d'absorption d'eau et de silicone à 25 C de deux papiers enduits et d'un de référence non enduit, qui montrent que la barrière à l'eau et dans une moindre mesure à la silicone est surtout
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conteree par le copolymere a acrylate ae butyle et de styrene qui a été ajouté au polyorganosiloxane. On notera également à cet égard que l'émulsion de copolymère acrylique est sélectionné pour son pH compatible avec celui du POS fonctionnalisé greffé.
La Figure 4 est un graphique montrant la détermination de la perméabilité à la vapeur d'eau par thermogravimétrie de différents papiers, à savoir d'un papier calandré classique avec un enduit de CMC/PVA (A), d'un papier de base avant que la couche formant barrière ne soit appliquée (B), d'un papier de base avec une couche barrière à base d'une solution de PSO fonctionnalisé greffé et de copolymère d'acrylate de butyle/styrène de l'invention (C) et d'un papier de base avec une couche barrière à base d'une solution de l'invention et une couche de silicone (D).
La méthode thermogravimétrique utilisée consiste à déposer au sein d'un creuset en verre une quantité déterminée d'eau et à recouvrir ce creuset à l'aide du papier dont on veut évaluer la perméabilité. La surface de contact entre la vapeur d'eau et le papier étant toujours identique (aire égale) pour tous les échantillons étudiés, on réalise le relevé de la perte de poids en fonction du temps à une température de consigne constante (60 C). On constate d'après les quatre courbes du graphique que le papier avec la couche barrière de copolymère d'acrylate de butyle/styrène de l'invention ralentit de manière plus efficace la
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transmission de la vapeur d'eau par rapport aux autres papiers et notamment au papier enduit d'une couche barrière CMC/PVA conventionnelle.
Les perméabilités des différents papiers ont été calculées en utilisant la formule suivante :
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1 1 1 où P = perméabilité (mole m-s-Pa-) AW = perte de poids e = épaisseur A = aire de la surface de contact PVAP = pression de vapeur de l'eau à 60 C
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1 MM = masse molaire de l'eau.
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<tb>
<tb>
AW <SEP> e <SEP> A <SEP> PVAP <SEP> t <SEP> MM <SEP> P
<tb> mg <SEP> um <SEP> m2 <SEP> PA <SEP> (s) <SEP> (g/mole)
<tb> Papier <SEP> calandré <SEP> 8, <SEP> 5408 <SEP> 62 <SEP> 28, <SEP> 27 <SEP> 10-6 <SEP> 19915,7 <SEP> 3600 <SEP> 18 <SEP> P1|1, <SEP> 4514E-11
<tb> classique, <SEP> avec
<tb> CMC/PVA <SEP> (A)
<tb> Papier <SEP> de <SEP> base, <SEP> 11, <SEP> 2329 <SEP> 58 <SEP> 28, <SEP> 27 <SEP> 10-6 <SEP> 19915, <SEP> 7 <SEP> 3600 <SEP> 18 <SEP> P2 <SEP> 1, <SEP> 7858E-11
<tb> sans <SEP> enduit <SEP> (B)
<tb> Papier <SEP> + <SEP> POS <SEP> 6,4666 <SEP> 60 <SEP> 28,27 <SEP> 10-6 <SEP> 19915, <SEP> 7 <SEP> 3600 <SEP> 18 <SEP> P3 <SEP> 1, <SEP> 0635E-11
<tb> fonctionnalisé
<tb> greffé <SEP> +
<tb> copolymère
<tb> acrylate <SEP> de
<tb> butyle/styrène
<tb> (= <SEP> invention) <SEP> (C)
<tb> Papier <SEP> + <SEP> 4, <SEP> 8383 <SEP> 61 <SEP> 28, <SEP> 2710-6 <SEP> 19915,
<SEP> 7 <SEP> 3600 <SEP> 18 <SEP> P4 <SEP> 8,0896E-12
<tb> invention <SEP> +
<tb> silicone <SEP> (D)
<tb>
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où # est la fraction volumique de la couche barrière n 1/P3 = (58/60)/P2 + (2/60)/Pinvention Pinvention = (30 (1/P3 - 0, 97 P2)) Pinvention = 8, 3989E-13 moles m s Pa
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1/P4 = (58/61)/P2 + (2/61)/Pinvention + (1/61)/Pinvention+silicone < = > Pinvention+sllicone = ( (61 (1/P 4 - (58/61)/P2 - (2/61)/ Pinvention)) Pinvention+silicone = 5,
2358E-13 moles m-1 s-1 pa-1
On notera également que la température de transition vitreuse du copolymère d'acrylate de butyle et de styrène utilisé en combinaison avec le POS est de 200 plus élevée que celle du polymère polyorganosiloxanique fonctionnalisé greffé utilisé seul.
Tg : acrylate de butyle/styrène + POS : 38 C T n : polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé : 18, 5 C.
Cette différence de température de transition vitreuse est également extrêmement avantageuse dans le sens où elle apporte au mélange de l'invention un caractère nettement moins collant à l'enduit sec déposé à la surface du papier que lors de l'utilisation du POS seul. Cette propriété est très importante au niveau des bobines de papier car elle permet d'éviter le collage des spires de papier sous l'effet de la tension de bobinage et surtout au niveau du calandrage du papier fraîchement enduit sur la machine à papier. En effet, le papier enduit est ensuite calandré sur une supercalandre hors machine sous forte pression et à haute température et il est impératif d'éviter tout collage du papier dans la calandre sous peine de casser le papier en occasionnant ainsi une perte de temps, un nettoyage drastique et une perte d'argent importante.
Le graphique de la Figure 5 montre à cet égard l'évolution de la température de transition vitreuse d'une couche de polymère polyorganosiloxanique en fonction du pourcentage de copolymère d'acrylate de butyle/styrène ajouté, la Tg du mélange étant calculée par la loi de Fox.
Comme dans le cas des enduits classiques sur support cellulosique, l'émulsion aqueuse de polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé et de matière polymérique acrylique peut contenir un ou plusieurs additifs du type épaississants, agents antimousse et/ou cires. C'est ainsi
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que dans le cas d'une application à la presse encolleuse, on ajoutera un épaississant dans le but d'obtenir une viscosité similaire à celle d'un traitement de surface classique de papier glassine, à savoir de la CMC/PVA. L'ajout d'une cire peut s'avérer nécessaire si la fabrication du papier enduit de la couche barrière est suivie d'une opération de calandrage hors machine. Compte tenu des conditions d'enduction telles que la température, les forces de cisaillement, les turbulences, l'utilisation d'un antimousse peut également s'avérer utile.
On citera plus particulièrement à cet effet comme épaississant une dispersion aqueuse de polyacrylate d'ammonium et comme antimousse un éther alkylpolyalcoxylique modifié en milieu paraffinique. La quantité pondérale totale du ou des additifs de l'émulsion suivant l'invention est généralement de l'ordre de 0, 3 à 1,5%.
Les quelques exemples suivants servent à mieux illustrer l'invention mais ne constituent en aucun cas une limitation à celle-ci.
Exemple 1 Enduction sur presse encolleuse d'une glassine Formulation % d'extrait sec Partie humide Polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé 40 34,6 (Silcolease z de Rhône Poulenc) Copolymère de méthacrylate de 41 6, 9 méthyle/acrylonitrile/styrène/acrylate de
2-éthylhexyle (Primal HG 44 Eg) de Rhom & Haas) Cire de calandrage 30 2, 9 (Solewax 2030 de Ramvers)
Eau désionisée 54,8
Epaississant : dispersion aqueuse de 60 0,7 polyacrylate d'ammonium (Microsap PAS 3748 de Hoechst)
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Antimousse : éther alkylpolyalcoxylique en 5 10-3 milieu paraffinique (Foamaster TPE 714 de Henkel) - extrait sec :
18% - viscosité : entre 15 et 20 mPa. s à 60 C.
Mode opératoire
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g Dans un réacteur en Inox de 1 m3 de volume, on verse à température ambiante et sous agitation (aigtateur à pales multiples ; 150 tours/min), 346 kg du polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé. On ajoute ensuite respectivement 69 kg du copolymère acrylique, 548 kg d'eau désionisée, 29 kg de la cire de calandrage, 7 kg de l'épaississant et
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tion pendant 1 heure et appliqué en un film sur la glassine.
Résultats Dépôt sec : (2, 5 0, 5) g/m2 sur la surface à siliconer Porosité scan avant calandrage hors machine : < 30 cm3/s. m2 (méthode ISO 5636/1) Porosité scan après calandrage hors machine : 0 cm3/s.m2 (méthode ISO 5636/1)
Ce papier présente les avantages suivants :
a) L'ensemble des caractéristiques d'une glassine conventionnelle est conservé (voir Tableau 1).
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5 10 15 20
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Tableau 1
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<tb>
<tb> Caractéristiques <SEP> Méthodes <SEP> et <SEP> unités <SEP> Glassine <SEP> Glassine
<tb> conven-de
<tb> tonnelle <SEP> l'invention
<tb> Grammage <SEP> ISO <SEP> 536 <SEP> g/m2 <SEP> 62 <SEP> 62,5
<tb> Epaisseur <SEP> S0534 <SEP> u <SEP> 53 <SEP> 55,3
<tb> Transparence <SEP> DIN <SEP> 53147
<tb> Elrepho <SEP> 2000 <SEP> % <SEP> min <SEP> 44% <SEP> 43,3
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> ISO <SEP> 1924/1 <SEP> N/15 <SEP> mm
<tb> - <SEP> sens <SEP> machine <SEP> > 73 <SEP> 84,8
<tb> - <SEP> sens <SEP> transversal <SEP> > 37 <SEP> 41,
5
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> déchirure <SEP> ISO <SEP> 1974 <SEP> 9
<tb> - <SEP> sens <SEP> machine <SEP> Appareil <SEP> min <SEP> @@ <SEP> g <SEP> @@,@
<tb> - <SEP> sens <SEP> transversal <SEP> Elmendorf <SEP> min <SEP> 34 <SEP> g <SEP> 47
<tb> Satinage <SEP> BEKK <SEP> ISO <SEP> 5627 <SEP> s <SEP> min <SEP> 850 <SEP> 541
<tb>
b) En comparant deux échantillons enduits avec la même quantité de silicone sans solvant (Rhodorsi) de ! a société Rhône- Poulenc), la pénétration de la silicone au sein du papier traité suivant l'invention est fortement réduite par rapport à celle au sein de la glassine standard.
En effet, on remarque que dans une glassine conventonnelle, la silicone pénètre dans la masse du papier jusqu'à une profondeur de 11 microns, tandis que pour la glassine traitée suivant l'invention, la pénétration est arrêtée à 3 microns. La différence de pénétration dans ces deux profils correspond à un gain substantiel de la quantité de silicone à la surface du nouveau papier (voir Figure 1 des dessins annexés). c) De l'avantage décrit en b) découle le fait que l'on peut réduire fortement le dépôt de silicone lors de la fabrication de complexes adhésifs sensibles à la pression tout en maintenant une force d'anti- adhérence faible et stable au cours du temps.
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Conditions d'enduction pour la fabrication d'antiadhésifs sensibles à la pression (PSA) - siliconnage sur machine d'enduction pilote Rotomec à différents dépôts, - dépôt d'une émulsion adhésive acrylique de type acrylate de 2-éthylhexyle à 20 g/m2 sur machine industrielle BMB en reverse gravure, - valeurs de force d'antiadhérence basse vitesse (méthode FINATn 3), - valeurs de force d'antiadhérence haute vitesse (méthode FINAT nO 4), - évolution dans le temps des valeurs d'antiadhérence 1 jour et 1 mois après enduction.
Tableau Il
Valeurs d'antiadhérence FTM3 (N/25 mm)
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<tb>
<tb> Dépôt <SEP> de <SEP> silicone <SEP> Glassine <SEP> standard <SEP> Glassine <SEP> traitée <SEP> suivant <SEP> l'invention
<tb> g/m2
<tb> 1 <SEP> jour <SEP> 1 <SEP> mois <SEP> 1 <SEP> jour <SEP> 1 <SEP> mois
<tb> 0,3 <SEP> 0,35 <SEP> 0,26 <SEP> 0,20 <SEP> 0,20
<tb> 0,5 <SEP> 0,14 <SEP> 0,18 <SEP> 0,12 <SEP> 0,12
<tb> 0,6 <SEP> 0,125 <SEP> 0,15 <SEP> 0,09 <SEP> 0,09
<tb> 0,8 <SEP> 0,10 <SEP> 0,09 <SEP> 0, <SEP> 09 <SEP> 0,07
<tb> 0,9 <SEP> 0,09 <SEP> 0, <SEP> 08
<tb> 1, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 08 <SEP> 0, <SEP> 075 <SEP> -
<tb>
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'aûleau m Valeurs d'antiadhérence FTM4 (N/25 mm)
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<tb>
<tb> Dépôt <SEP> de <SEP> silicone <SEP> Glassine <SEP> standard <SEP> Glassine <SEP> traitée <SEP> suivant <SEP> l'invention
<tb> 91m2 <SEP> 1 <SEP> jour <SEP> 1 <SEP> mois <SEP> 1 <SEP> jou <SEP> r <SEP> 1 <SEP> mois
<tb> 0,5 <SEP> 0,29 <SEP> 0,36 <SEP> 0,29 <SEP> 0,31
<tb> 0,6 <SEP> 0,27 <SEP> 0,33 <SEP> 0,23 <SEP> 0,23
<tb> 0,8 <SEP> 0,24 <SEP> 0,25 <SEP> 0,20 <SEP> 0, <SEP> 21
<tb> 0,9 <SEP> 0,23 <SEP> 0,23 <SEP> 0, <SEP> 16 <SEP> 0, <SEP> 16
<tb> 1,3 <SEP> 0, <SEP> 12 <SEP> 0, <SEP> 14
<tb>
Dans le cadre de ce premier essai, on démontre que la consommation de silicone peut être déjà diminuée de 33% (0,23N/25mm pour 0,6 g/m2 avec la glassine de l'invention contre 0,9 g/m2 avec la stanaard). d)
La tenue à l'eau de la nouvelle glassine de l'invention est fortement améliorée.
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Cobb à l'eau 60 secondes (méthode AFNOR 003. 018) glassine conventionnelle : 25 g/m2 glassine de l'invention : 3, 5 g/m2
Cette caractéristique confère au papier une meilleure aptitude au siliconnage en émulsion. De plus, lorsque 10 ml d'eau sont appliqués à l'aide d'une barre de Meyer sur la surface des deux glassines, la glassine standard montre un tuilage extrêmement important par rapport à la glassine de l'invention.
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Exemple 2 Gravure directe à 3 rouleaux d'une glassine Formulation % d'extrait Partie sec humide Polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé 40 81,8 (Silcolease 700# de Rhône Poulenc) Copolymère de méthacrylate de 41 16, 34 méthyle/acrylonitrile/styrène/acrylate de 2-éthylhexyle (Primal HG 44 Eo de Rhom & Haas) Cire de calandrage 30 1 80 (Permanol PAD 96 1002 de Dick Peters BV) Antimousse : éther alkylpolyalcoxylique en 0,06 milieu paraffinique (Foamaster TPE z de Henkel) - extrait sec : 40% -viscosité :coupe DIN à 23 C : 19 s.
Cette formulation obtenue suivant le mode opératoire de l'Exemple 1 est appliquée sur un papier et calandrée hors machine.
Résultats
EMI15.1
Dépôt sec : (2, 5 j 0, 5) g/m2 sur la surface à siliconer Porosité scan : 0 cm3/s. m2 (méthode ISO 5636/1)
Ce papier présente les avantages suivants : a) L'ensemble des caractéristiques d'une glassine conventionnelle est conservé (voir Tableau IV).
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Tableau IV
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<tb>
<tb> Caractéristiques <SEP> Méthodes <SEP> et <SEP> unités <SEP> Glassine <SEP> Glassine
<tb> conven-de
<tb> tonnelle <SEP> l'invention
<tb> Grammage <SEP> ISO <SEP> 536 <SEP> g/m2 <SEP> 62 <SEP> 60
<tb> Epaisseur <SEP> ISO <SEP> 534 <SEP> 53 <SEP> 52
<tb> Transparence <SEP> DIN <SEP> 53147
<tb> Elrepho <SEP> 2000 <SEP> % <SEP> min <SEP> 44% <SEP> 51,24
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction <SEP> ISO <SEP> 1924/1 <SEP> N/15 <SEP> mm
<tb> - <SEP> sens <SEP> machine <SEP> > 73 <SEP> 76
<tb> - <SEP> sens <SEP> transversal <SEP> > 37 <SEP> 44
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> déchirure <SEP> ISO <SEP> 1974 <SEP> 9
<tb> - <SEP> sens <SEP> machine <SEP> Appareil <SEP> min <SEP> 34 <SEP> 9 <SEP> 44
<tb> Satinage <SEP> BEKKtS05627 <SEP> s <SEP> min <SEP> 850 <SEP> 718
<tb>
b) De la même façon que pour l'Exemple 1,
on obtient une pénétration de la silicone fortement réduite au sein du papier suivant l'invention. Cette observation s'applique également aux autres types de silicones, à savoir silicone aqueuse, silicone base solvant, silicone réticulable par U. V. ou faisceau d'électrons. c) De l'avantage décrit en b) découle le fait que l'on peut réduire également tout comme dans l'Exemple 1 fortement le dépôt de silicone lors de la fabrication de complexes adhésifs sensibles à la pression tout en maintenant une force d'antiadhérence faible et stable au cours du temps.
Conditions d'enduction pour la fabrication d'antiadhésifs sensibles à la pression (PSA) - siticonnage sur machine d'enduction pilote Rotomec à différents dépôts, - dépôt d'une émulsion adhésive acrylique de type acrylate de 2-éthylhexyle à 20 git2 sur machine industrielle BMB en reverse gravure,
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- valeurs de force d'antiadhérence basse vitesse (méthode FINAT nO 3), - valeurs de force d'antiadhérence haute vitesse (méthode FI NAT n'4), - évolution dans le temps des valeurs d'antiadhérence 1 jour et 1 mois après enduction.
Tableau V
Valeurs d'antiadhérence FTM3 (N/25 mm)
EMI17.1
<tb>
<tb> Dépôt <SEP> de <SEP> silicone <SEP> Glassine <SEP> standard <SEP> Glassine <SEP> traitée <SEP> suivant <SEP> l'invention
<tb> glum2
<tb> 1 <SEP> jour <SEP> 1 <SEP> mois <SEP> 1 <SEP> jour <SEP> 1 <SEP> mois
<tb> 0,3 <SEP> 0,35 <SEP> 0,26 <SEP> 0,12 <SEP> 0,13
<tb> 0,6 <SEP> 0,125 <SEP> 0,15 <SEP> 0,07 <SEP> 0,07
<tb> 0,8 <SEP> 0,10 <SEP> 0,09 <SEP> 0,07 <SEP> 0,06
<tb> 0,9 <SEP> 0,09 <SEP> 0,08 <SEP> 0,07 <SEP> 0,06
<tb> 1, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 08 <SEP> 0,075 <SEP> 0,065 <SEP> 0,06
<tb>
Tableau VI Valeurs d'antiadhérence FTM4 (N/25 mm)
EMI17.2
<tb>
<tb> Dépôt <SEP> de <SEP> silicone <SEP> Glassine <SEP> standard <SEP> Glassine <SEP> traitée <SEP> suivant <SEP> l'invention
<tb> glum2
<tb> 1 <SEP> jour <SEP> 1 <SEP> mois <SEP> 1 <SEP> jour <SEP> 1 <SEP> mois
<tb> 0,3 <SEP> 0,57 <SEP> 0,
<SEP> 78 <SEP> 0,27 <SEP> 0,31
<tb> 0,5 <SEP> 0,29 <SEP> 0,36 <SEP> 0,18 <SEP> 0,16
<tb> 0, <SEP> 6 <SEP> 0,27 <SEP> 0,33 <SEP> 0,16 <SEP> 0,17
<tb> 0,8 <SEP> 0,24 <SEP> 0,25 <SEP> 0,14 <SEP> 0,14
<tb> 0,9 <SEP> 0,23 <SEP> 0,23 <SEP> 0,13 <SEP> 0,13
<tb> 1, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 12 <SEP> 0,14 <SEP> 0,12 <SEP> 0,12
<tb>
Dans les conditions industrielles, pour obtenir une valeur de force d'antiadhérence stable de 0,07 N/25 mm sur une glassine standard, on doit déposer de l'ordre de 1,3 g/m2 de silicone. Grâce au papier de la
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présente invention, le dépôt de silicone peut être ramené à 0,5 g/m2 soit une économie nette de plus de 60% en consommation de silicone. d) Tenue à l'eau.
Cobb à l'eau 60 secondes (méthode AFNOR Q03. 018) glassine conventionnelle : 25 g/m2 glassine de l'exemple : 2,4 g/m2 e) Un autre avantage de la présente invention est l'aspect plus brillant de la silicone lorsque cette dernière est déposée sur la nouvelle couche barrière (voir Tableau VII). En effet, lors de la production de complexes autoadhésifs, la brillance de la silicone est reportée sur la couche adhésive, ce qui lui apporte des performances plus élevées.
EMI18.1
<tb>
<tb>
Tableau <SEP> VII
<tb> Glassine <SEP> Glassine <SEP> de
<tb> conventionnelle <SEP> l'invention
<tb> + <SEP> 1g/m2 <SEP> de <SEP> + <SEP> 1 <SEP> g/m2 <SEP> de
<tb> silicone <SEP> base <SEP> silicone <SEP> base
<tb> aqueuse <SEP> aqueuse
<tb> Brillance, <SEP> %
<tb> (Méthode <SEP> DIN <SEP> 67.530, <SEP> 20 <SEP> 4 <SEP> 15
<tb> appareil <SEP> Dr <SEP> LANGE, <SEP> 600 <SEP> 25 <SEP> 58
<tb> tête <SEP> de <SEP> mesure <SEP> réflectrométrique) <SEP> 85 4675
<tb>
Exemple 3 Transformation enduction sur gravure directe à 3 rouleaux d'un papier frontal du type écriture en papier pour siliconnage
Sur un papier écriture, non couché de 80 g/m2, on applique la couche barrière de la présente invention, conformément au mode opératoire de l'Exemple 2.
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Formulation % d'extrait sec Partie humide Polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé 40 82 (Silcolease 7000 de Rhône Poulenc) Copolymère d'acrylate de butyle/styrène 50 18 (Primal EP 4030@ de Rohm & Haas) - extrait sec : 42% - viscosité : coupe DIN à 23 C : 15 s.
Résultats Dépôt sec : 5 g/m2 sur une face
Ce papier présente les avantages suivants : la porosité scan est fortement réduite par la barrière - avant enduction : 220 cm3 :s.m2 - après enduction : 0 cm3/s. m2 de cette propriété découle la siliconnabilité du papier en silicone sans solvant (Rhodorsil 113676 de Rhône-Poulenc).
Conditions d'enduction pour la fabrication de complexes PSA - siliconnage sur machine d'enduction industrielle BMB, - dépôt d'une émulsion adhésive acrylique de type acrylate de butyle à 20 g/m2 sur machine industrielle BMB en reverse gravure, - valeurs de force d'antiadhérence basse vitesse (méthode FTM 3), - évolution dans le temps des valeurs d'antiadhérence 1 jour et 1 mois après enduction.
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Tableau VII
EMI20.1
<tb>
<tb> Papier <SEP> non <SEP> enduit <SEP> Papier <SEP> enduit
<tb> - <SEP> Dépôt <SEP> de <SEP> silicone <SEP> 2 <SEP> g/m2 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> g/m2
<tb> - <SEP> Test <SEP> de <SEP> Shirlastain <SEP> non <SEP> conforme <SEP> parfait
<tb> -Force <SEP> d'antiadhérence
<tb> (FTM) <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> jour <SEP> 1, <SEP> 35 <SEP> N/25 <SEP> mm <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP> N/25 <SEP> mm
<tb> 1 <SEP> mois <SEP> déchirure <SEP> 0,21 <SEP> N/25 <SEP> mm
<tb>
Exemple 4 Glassine enduite sur les deux faces
On enduit l'autre face du papier de l'Exemple 2 à l'aide d'une barre de Meyer.
Formulation % d'extrait sec Partie humide Polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé 40 82 (Silcolease 700# de Rhône Poulenc) Copolymère de méthacrylate de 41 18 méthyle/acrylonitrile/styrène/acrylate de
2-éthylhexyle (Primal HG 44 Eo de Rhom & Haas) - extrait sec : 40% - viscosité : coupe DIN à 25 C : 15 s.
- séchage : étuve ventilée 3 minutes à 120 C.
Résultats a) Dépôt sec : 2,5 g/m2 sur une face b) Stabilité dimensionnelle 1 : glassine conventionnelle : sens machine : 82 u : sens transversal : 189 u glassine de l'invention : sens machine : 24 : sens transversal : 46 1-1
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Mesure de l'expansion d'un papier de 10 cm de longueur préalablement desséché et soumis à une atmosphère saturée en eau. La mesure de l'expansion s'effectue après 1 minute.
On peut constater que la glassine de l'invention réagit quatre fois moins vite que la glassine conventionnelle aux échanges hygrométriques. c) Un autre avantage de la présente invention est l'insolubilité dans l'eau de la barrière. Dans des conditions de transformations humides, on ne constatera pas de poussiérage, dû à la solubilisation du PVA des glassines conventionnelles. d) Couleur :
EMI21.1
<tb>
<tb> Avec <SEP> la <SEP> presence <SEP> bans <SEP> la <SEP> presence
<tb> @
<tb> Coordonnées <SEP> trichromatiques
<tb> DIN <SEP> 5033/2 <SEP> ; <SEP> Elrepho <SEP> 2000
<tb> D <SEP> 65 <SEP> 100C <SEP> x <SEP> 0,3710 <SEP> 0,3691
<tb> y <SEP> 0,3859 <SEP> 0,3840
<tb> Y <SEP> 73-32 <SEP> 73-87
<tb>
On remarquera donc que la présence de la barrière n'affecte pas la couleur du papier.
Compte tenu de ce qui précède, on notera non seulement que la substitution à un support cellulosique et notamment à une glassine standard d'un enduit conventionnel du type CMC/PVA par l'enduit à base d'un mélange de polyorganosiloxane fonctionnalisé greffé et d'une matière polymérique acrylique de l'invention permet de conserver toutes les bonnes propriétés du papier standard et en particulier : - la transparence, - la polymérisation sans inhibition de tout système de silicone (base solvant, sans solvant, émulsion) ou réticulable par rayonnement U.
V. ou faisceau d'électrons, - le bon accrochage de la silicone polymérisée à la surface du papier, - des valeurs d'antiadhérence stable au cours du temps,
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- outre le papier glassine, tout autre papier tel que papier écriture, papier couché peut être utilisé ; et que cette substitution permet également :
- de réduire de façon substantielle (de l'ordre de 60%) la quantité de silicone consommée, - de déposer sans problème de tuilage de la silicone en base aqueuse, - d'augmenter considérablement la stabilité dimensionnelle du papier d'un point de vue hygrométrique, en particulier si l'application de la couche barrière s'effectue sur les deux faces du papier en réduisant d'un facteur de 4 la cinétique d'échange d'humidité du papier avec l'ambiance.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune faéon limitee aux formes de realisation ci-dessus et que bien aes modifications peuvent y être apportées sans sortie du cadre du présent brevet.