CA1062832A - Procede pour coller et colorer superficiellement les papiers et cartons - Google Patents
Procede pour coller et colorer superficiellement les papiers et cartonsInfo
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Abstract
LE LA DIVULGATON Procédé pour coller superficiellement les papiers et cartons, caractérisé en ce qu'on imprègne ces matières dans un bain, dont le pH est compris entre 2 et 12, contenant comme agent de collage un ou plusieurs latex anioniques d'un ou de copolymères dont la température de transition vitreuse est comprise entre -40.degree.C et + 120.degree.C et dont la valeur K est comprise entre 55 et 130, ces copolymères contenant sous forme interpolymérisée :a) 35 à 80 % en poids d'un ou plusieurs esters d'acide acrylique et/ou méthacrylique avec un alcool contenant 1 à 18 atomes de carbone, et/ou d'esters vinyliques d'acide carboxyliques comportant 1 à 18 atomes de carbone.b) 20 à 50 # en poids d'acide acrylique, méthacrylique, crotoni_ que ou itaconique, ou de leur mélange.c) O à 20 X en poids d'un ou plusieurs monomères possédant une liaison éthylénique et des groupes polaires ou possédant plusieurs liaisons éthyléniques.d) O à 30 % en poids d'hydrocarbures, halgénés ou non, compor tant une ou plusieurs doubles liaisons et 2 à 18 atomes de carbone. Le procédé permet également de coller et de colorer simultanément les papiers et cartons, De cette façon il est possible de réaliser en même temps, le blanchiment optique ou la coloration du papier, non seulement à l'aide de colorants acides directs ou substantifs, mais encore à l'aide de certains colorants basiques ou colorants pigmentaires, en présence ou non de résines aminoplastés.
Description
La présente invention a pour objet un procédé de colla-ge en surface du papier et du carton à l'aide de copolymères à
caractère anionique.
En outre, ce procédé permet également de coller et de colorer simultanément les dits papiers ou cartons.
Pour améliorer les propriétés d'un papier et le rendre apte à l'écriture ou à l'impression, on lui incorpore des "agents de collagel'. Ceux-ci ont pour but, non seulement de lier les fi-bres entre elles, mais surtout de s'opposer à la pénétration des liquides dans le papier, sans toutefois le rendre trop hydrophobe, ce qui aurait pour inconvénient de faire déperler l'encre à
l'écriture.
Pour obtenir un papier correctement collé, on utilise depuis longtemps des résines naturelles, généralement à base de , colophane ou de substances apparentées.
'~ Dans le cas du "collage dans la masse", ces colles sont incorporées dans la suspension aqueuse de pâte à papier et préci-pitées sur les fibres par addition de surfate d'aluminium ou de fer. Après filtration et étalement sous forme de feuille, suivis d'un séchage, on obtient ainsi un "papier à encollage interne".
Cette technique nécessite l'utilisation de quantités relativement importantes de sels d'aluminium qu'on retrouve par-tiellement dans les eaux résiduaires et qui sont par conséquent une source de pollution. D'autre part, ces colles, comme tous les produits naturels, sont sujettes à certaines variations dans leurs qualités et sont souvent une source d'inconvénients pour le papetier. En outre, indépendamment des cas spéciaux, ce type de collage n'est réalisable qu'en milieu acide. Ceci favorise con-sidérablement la corrosion du matériel. Il s'en suit aussi qu'une charge comme la craie (plus blanche et moins chère que le Kaolin) ne peut être utilisée conjointement. Enfin, la présence ~k -- 1 ~
de ces sels d'aluminium affecte les agents de blanchiment optique et la plupart des colorants.
A côté du collage dans la masse qui fait partie des connaissances générales du papetier, il s'est développé un autre procédé de collage par application, après coup, de produits ap-propriés sur la surface du papier. Ce procédé appelé "collage en - surface" s'applique généralement à un papier non collé ou très faiblement encollé dans la masse.
Le traitement de "collage superficiel" peut se faire alors sur la machine à papier ou sur une machine séparée, à l'aide par exemple d'une presse encolleuse, d'une calandre équipés d'une caisse d'eau ou de toute machine à imprégner, à enduire, à coucher ou à asperger.
Les principaux agents de collage utilisés dans ce cas ont été, au début, les amidons modifiés, les alcools polyvinyli-ques et certaines compositions à base de cires, d'alcoylcétènes supérieurs ou d'acides gras supérieurs. Des amidons modifiés ont également été préconisés en association avec des agents réticu-lants tels que certaines résines aminoplastes.
Des agents de collage cationiques ont également été
proposés car ils ont l'avantage de se fixer plus ou moins d'eux-mames sur les fibres de papier. Par contre, ils ont l'inconvé-nient de n'etre compatibles qu'avec des colorants basiques dont les solidités à la lumière sont généralement assez médiocres.
A cet égard, les produits anioniques sont préférables car ils sont compatibles avec les agents de blanchiment optique couramment utilisés en paFeterie, comme les dérivés du stilbène, ainsi qu'avec les colorants acides et directs doués, contraire-ment aux précédents, de bonnes solidités à la lumière. En outre, ces agents de collage étant utilisables en milieu alcalin, il est alors possible d'employer conjointement des charges alcalines, comme la craie, qui permettent d'obtenir des papiers dotés d'une ~06Z832 excellente réceptivité à l'encre, donc particulièrement adaptés pour réaliser des impressions offset de grande qualité.
Dans cet esprit, le brevet franc,ais 1.552.723 déposé le 8.2.68 préconise des copolymères d'éther vinylique et d'anhydride maléïque qui donnent des résultats intéressants à condition, tou-tefois, d'utiliser des papiers imprégnés au préalable avec des sels d'aluminium ou des sels ferriques. Le brevet français
caractère anionique.
En outre, ce procédé permet également de coller et de colorer simultanément les dits papiers ou cartons.
Pour améliorer les propriétés d'un papier et le rendre apte à l'écriture ou à l'impression, on lui incorpore des "agents de collagel'. Ceux-ci ont pour but, non seulement de lier les fi-bres entre elles, mais surtout de s'opposer à la pénétration des liquides dans le papier, sans toutefois le rendre trop hydrophobe, ce qui aurait pour inconvénient de faire déperler l'encre à
l'écriture.
Pour obtenir un papier correctement collé, on utilise depuis longtemps des résines naturelles, généralement à base de , colophane ou de substances apparentées.
'~ Dans le cas du "collage dans la masse", ces colles sont incorporées dans la suspension aqueuse de pâte à papier et préci-pitées sur les fibres par addition de surfate d'aluminium ou de fer. Après filtration et étalement sous forme de feuille, suivis d'un séchage, on obtient ainsi un "papier à encollage interne".
Cette technique nécessite l'utilisation de quantités relativement importantes de sels d'aluminium qu'on retrouve par-tiellement dans les eaux résiduaires et qui sont par conséquent une source de pollution. D'autre part, ces colles, comme tous les produits naturels, sont sujettes à certaines variations dans leurs qualités et sont souvent une source d'inconvénients pour le papetier. En outre, indépendamment des cas spéciaux, ce type de collage n'est réalisable qu'en milieu acide. Ceci favorise con-sidérablement la corrosion du matériel. Il s'en suit aussi qu'une charge comme la craie (plus blanche et moins chère que le Kaolin) ne peut être utilisée conjointement. Enfin, la présence ~k -- 1 ~
de ces sels d'aluminium affecte les agents de blanchiment optique et la plupart des colorants.
A côté du collage dans la masse qui fait partie des connaissances générales du papetier, il s'est développé un autre procédé de collage par application, après coup, de produits ap-propriés sur la surface du papier. Ce procédé appelé "collage en - surface" s'applique généralement à un papier non collé ou très faiblement encollé dans la masse.
Le traitement de "collage superficiel" peut se faire alors sur la machine à papier ou sur une machine séparée, à l'aide par exemple d'une presse encolleuse, d'une calandre équipés d'une caisse d'eau ou de toute machine à imprégner, à enduire, à coucher ou à asperger.
Les principaux agents de collage utilisés dans ce cas ont été, au début, les amidons modifiés, les alcools polyvinyli-ques et certaines compositions à base de cires, d'alcoylcétènes supérieurs ou d'acides gras supérieurs. Des amidons modifiés ont également été préconisés en association avec des agents réticu-lants tels que certaines résines aminoplastes.
Des agents de collage cationiques ont également été
proposés car ils ont l'avantage de se fixer plus ou moins d'eux-mames sur les fibres de papier. Par contre, ils ont l'inconvé-nient de n'etre compatibles qu'avec des colorants basiques dont les solidités à la lumière sont généralement assez médiocres.
A cet égard, les produits anioniques sont préférables car ils sont compatibles avec les agents de blanchiment optique couramment utilisés en paFeterie, comme les dérivés du stilbène, ainsi qu'avec les colorants acides et directs doués, contraire-ment aux précédents, de bonnes solidités à la lumière. En outre, ces agents de collage étant utilisables en milieu alcalin, il est alors possible d'employer conjointement des charges alcalines, comme la craie, qui permettent d'obtenir des papiers dotés d'une ~06Z832 excellente réceptivité à l'encre, donc particulièrement adaptés pour réaliser des impressions offset de grande qualité.
Dans cet esprit, le brevet franc,ais 1.552.723 déposé le 8.2.68 préconise des copolymères d'éther vinylique et d'anhydride maléïque qui donnent des résultats intéressants à condition, tou-tefois, d'utiliser des papiers imprégnés au préalable avec des sels d'aluminium ou des sels ferriques. Le brevet français
2,046.525 déposé le 24.4.70 propose l'utilisation de dispersions aqueuses d'amidon modifié à l'aide d'esters vinyliques d'acides carboxyliques. Le brevet belge 758 672 déposé le 9.11.70 préconi-se des combinaisons de cires et de copolymères styrène-anhydride maléïque solubles dans l'eau. Le brevet français 2 104 425 dépo-sé le 17.8.71 propose l'utilisation de copolymères, solubles dans l'eau, d'alpha oléfines et d'acide acrylique ou méthacrylique obtenus par un procédé de polymérisation particulier en milieu alcoolique.
Malheureusement, d'après le brevet franc,ais 2 150 882 déposé le 27.8.72 (page 1, lignes 12 à 20), il 9 ' avère que seules les dispersions et solutions de résines synthétiques ayant un caractère cationique ont une bonne efficacité pour coller conve-nablement le papier. Les polymères ou condensats anioniques connus ne possèdent pas d'effet de collage suffisant. C'est ainsi que des copolymères à base d'imide maléïque carboxylé ont été pro-posés, en tant que produits à caractère anionique, pour coller le papier par imprégnation superficielle. Mais pour conférer au papier un degré de collage optimum, ils doivent être utilisés nécessairement sous forme de leurs sels alcalins à pH 8.
Dans ces conditions, l'utilisation simultanée des rési-nes aminoplastes telles que les condensats de mélamine-formol ou de diméthylol dihydroxy éthylène urée devient impossible puis-qu'elles nécessitent un catalyseur acide pour réagir. Il en est de mame lorsqu'on veut réaliser simultanément le collage et la coloration du papier avec certains colorants basiques qui ne sont utilisables qu'en milieu acide.
Or, il a été trouvé, conformément à la présente inven-tion qu'il était possible d'obtenir des papiers ou cartons conve-nablement collés en surface, en opérant dans un zone étendue de pH allant de pH 2 à pH 12. Par voie de conséquence, il est pos-sible de réaliser, en mame temps, le blanchiment optique ou la coloration du papier, non seulement à l'aide de colorants acides, directs ou ~ubstantifs, mais encore à l'aide de certains colo-rants basiques ou colorants pigmentaires, en présence ou non de résines aminoplastes.
Ces traitements peuvent se faire simultanément en utili-sant des bains de collage caractérisés en ce qu'il renferment, comme agent de collage, un ou plusieurs latex de caractère anioni-que dont le taux de matières sèches est compris entre 20 et 50 %, préférentiellement entre 25 et 40 %.
Les latex selon l'invention utilisables à cet effet sont des dispersions aqueuses d'un copolymère finement divisé, dont la température de transition vitreuse est comprise entre -40 et 120C, préférentiellement entre 0 et 100C, dont la valeur K (H.FIKENTSCHER "Cellulose Chemie" 13, 1932, p 58 à 74) est com-prise entre 55 et 130 et qui contient sous forme interpolymérisée:
a) - 35 à 80 % en poids d'un ou plusieurs esters d'acide acryli-que et/ou méthacrylique avec un alcool contenant 1 à 18 atomes de carbone, et/ou d'esters vinyli-ques d'acides carboxyliques comportant 1 à 18 atomes de carbone.
b) - 20 à 50 % en poids d'acide acrylique, méthacrylique, croto-nique ou itaconique ou de leur mélange.
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- c) - 0 à 20 % en poids d'un ou plusieurs monomères possédant une liaison éthylénique et des groupes polaires ou possédant plusieurs liaisons éthyléniques.
d) - 0 à 30 % en poids d'hydrocarbures halogénés ou non, compor-tant une ou plusieurs doubles liaisons et 2 à 18 atomes de carbone.
Ces dispersions ont un pH compris entre 2 et 7, préfé-rentiellement entre 2,5 et 5,5, et elles possèdent la propriété
d'épaissir par alcalinisation en donnant des solutions aqueuses ou des dispersions aqueuses plus visqueuses que le latex lui-mê-me.
Les copolymères ci-dessus sont obtenus essentiellement par copolymérisation des monomères précédents "en émulsion" dans une phase aqueuse suivant les procédés connus, à l'aide de tensio-; actifs et/ou de colloides appropriés. Ceux-ci peuvent avoir un caractère anionique et~ou non ionique. A titre d'exemple, on peut citer : les alkylsulfates d'un métal alcalin comme les dodé-cylpolyglycol éther sulfate de sodium et le sulforicinate de so-dium, les alkylsulfonates comme les sels alcalins de paraffine sulfonée, les sels d'acide gras comme le laurate de sodium, l'o-léate ou l'abiétate de triéthanolamine, les alkylaryl sulfonates comme le dodécyl-benzène sulfonate de sodium ou les sulfates alcalins d'alkyl phénols éthoxylés. Comme émulsionnants non ioniques, on peut citer : les produits de condensation de l'oxyde d'éthylène avec les alcools gras, les alkyl phénols, les polypro-pylène glycols, ainsi qu'avec les amines, amides et acides gras, comme l'alcool oléïque condensé avec 20 moles d'oxyde d'~thylène, l'alcool laurique ou le nonylphénol condensé avec 10 moles d'oxyde d'éthylène. On peut utiliser a~ssi les esters gras de polyols comme le monooléate d'anhydrosorbitol ou le monolaurate de glycérol.
-Conjointement à ces tensio-actifs, on peut utiliser d'au'res ingrédients bien connus dans la technique de poly~érisa-tion en émulsion tels que, agents chélatants, tampons, sels d'acide minéraux ou organiques, solvants, adjuvants susceptibles de régler le pH, agents hydrotropes ou stabilisants.
Comme esters d'acide acrylique ou méthacrylique utili-sables pour préparer les copolymères selon l'invention, on peut citer, par exemple, les acrylates de méthyle, d'éthyle, de butyle, d'isobutyle, d'hexyle, de benzyle, de monoalkyléthers d'éthylène ou propylène glycol, de [~-méthyl, N-perfluoro-octyl-2 éthylsul-fonyl~ amino-2 éthyle, les méthacrylates de méthyle, de butyle, de lauryle, de stéaryle, de cyclohexyle, de trifluoroéthyl, le monométhacrylate de polypropylène glycol.
Comme esters vinyliques utilisables, on peut citer par exemple l'acétate de vinyle, le propionate de vinyle, le butyrate et l'isobutyrate de vinyle, l'octanoate de vinyle, le laurate de vinyle, le stéarate de vinyle, le benzoate de vinyle ou les es-ters vinyliques des acides connus sur le marché sous le nom d'acides versatiques.
Comme composés copolymérisables à liaison éthylénique ; possédant des groupes polaires, on peut mentionner les monomères éthyléniques possédant des groupes OH, NH2, NH-alkyl, COOH, COOMe (où Me=~étal), S03H, S03Me, CN, CH2~-~CH - , CHO, etc.... Comme tels, on peut citer les acrylates ou méthacrylates hydroxyalkyli-ques comme le monoacrylate d'éthylène glycol, le monométhacrylate de propylène glycol, l'allyloxyéthanol, l'isobutènediol, l'alcool allylique, l'allylglycolate, l'acrylamide et méthacrylamide, le N-(hydroxyméthyl) acrylamide, le N-isopropyl acrylamide, le diacé-tone acrylamide, le bêta amino crotonate d'éthyle, le méthacry-30 late de diméthylaminoéthyle, l'allylamine, les vinyl pyridine, les acides sénécioïques,vinyl sulfonique, styrène p.sulfonique et leurs sels alcalins, l'anhydride citraconique, l'acrylate et méthacrylate de sodium, l'acrylonitrile, le méthacrylonitrile, -~ 106Z83Z
l'amino-3 crotononitrile, le chloro-2 acrylonitrile, le méthylène glutaronitrile, le cyanoacrylate d'isopropyle, l'acrylate de cyano-2 éthyle, les acrylates et méthacrylates de glycidyle, l'allylglycidyléther, le chlorure d'acryloyle, la méthylvinyl-cétone, la N-vinylpyrolidone, le N-vinyl carbazole, l'acroléïne.
Comme monomères possédant plusieurs liaisons éthyléni-ques, on peut citer, par exemple l'acrylate et le méthacrylate d'allyle, le tétraallyloxy-éthane, les diacrylates ou diméthacry-lates d'éthylène glycol et de propylène glycol, le sénécioate de vinyle, le triacryloyl-1,3,5 hexahydro s.triazine, le vinyl-2 diamino-4,6 triazine-1,3,5 , le glyoxal-bis-acrylamide, le tria-crylate de triméthylol propane, le tétra acrylate de pentaéry-thritol, le diacrylate de polyéthylène glycol, le diméthacrylate de butanediol 1,4, le carbonate de divinyle, le triallyléther de pentaérythritol, le divinyl carbinol.
Enfin comme hydrocarbures, halogénés ou non, comportant une ou plusieurs doubleq liaisons, on peut citer le chlorure de vinyle, le chlorure de vinylid~ne, le styrène, le vinyl toluène, le chloro-3 isobutène, le bromure d'allyle, l'éthylène, le propy-lène, l'isobutylène, le diisobutylène, l'isoprène, le butadiène,les chlorobutadiènes, le divinylbenzène.
Pour initier la réaction de polymérisation, on utilise des catalyseurs capables de produire des radicaux libres, préfé-rentiellement des composés péroxygénés, tels que persulfates de sodium, d'ammonium ou de potassium, perborates alcalins, eau oxygénée, hydroperoxyde de cumène, hydroperoxyde de butyle, pe-roxyde de benzoyle, acide peracétique, oxydes d'amine, nitrate cérique et d'ammonium. On peut utiliser aussi comme initiateurs l'azo-2,2'bis isobutyronitrile, l'acide azo-4,4' bis (cyano-4 pentanoïque) ou son sel alcalin. Les quantités à mettre en oeuvre peuvent varier entre 0,01 % et 5 % par rapport au poids des monomères à copolymériser, de préférence de 0,1 à 0,4 %.
La copolymérisation est généralement effectuée à un pH
allant de 7 à 2 et à une température comprise entre 50C et 95C.
Mais il est possible d'opérer à des températures plus élevées ou plus basses. Par exemple l'emploi de catalyseurs Redox comme le système persulfate-sel ferreux ou persulfate-hydroxyméthane sul-finate de sodium peut etre utile pour activer la réaction ou abaisser la température de la copolymérisation. Enfin, à condi-tion d'employer un appareillage adé~uat, la copolymérisation peut 8tre faite de manière discontinue, continue ou graduelle.
10Afin de régler le poids moléculaire des copolymères et leur valeur K, déterminée par mesure de la viscosité relative à
20C d'une solution à 0,5 % dans du tétrahydrofuranne (H.GIBELLO
- "Les vinyliques d'Aujourd'hui" 1953 - p 264 et H.FIKENTSCHER - -"Cellulose Chemie" 13, 1932 - p 58 à 74), on peut utiliser des a~ents de transfert de chaine, tels que les alkylmercaptans comme le tertio-dodécylmercaptan, le n.dodécyl mercaptan, le n.octyl mercaptan, ou tels que le tétrachlorure de carbone, le tétrabro-mure de carbone, le chloroforme, le triphényl méthane. Les quan-tités à mettre en oeuvre sont fonction des valeurs à obtenir pour 20 K. Elles peuvent aller jusqu'à 5 % par rapport au poids des monomères et varient préférentiellement entre 0,1 et 0,4 %.
Le taux de matières sèches des dispersions de copoly-mères utilisables selon l'invention, peut varier dans de très lar-ges limites. Il est avantageux d'avoir à sa disposition des la-tex dont le taux de matières sèches est compris entre 20 % et 50 %, préférentiellement entre 25 et 40 %.
La "température de transition vitreuse" de ces copoly-mères doit être comprise entre -40 et 120 C, de préférence entre 0 et 100C. Le terme de "température de transition vitreuse"
30 désigne une température de transition de second ordre qui est une propriété spécifique et caractéristique de chaque polymère. Elle 1~6~832 est la température à laquelle un polymère passe d'un état rigide vitreux à un état plastique ou caoutchouteux. Elle correspond au changement de pente ou d'allure des diagrammes représentant la va-riation de certaines propriétés physiques ou mécaniques des élas-tomères en fonction de la température (BOVEY, KOLTHOFF, MEDALIA, MEEHAN, page 323 dans "Emulsion Polymérisation", 1955). Pour les copolymères utilisables dans le procédé selon l'invention, cette température a été déterminée en mesurant le module de rigidité en torsion suivant la norme A.S.T.M. D.1043-61 T - (Norme Française correspondante B ~ M P 1005/4).
Les latex ainsi obtenus peuvent être utilisés sous forme de dispersions aqueuses ou de solutions aqueuses, en milieu acide, neutre ou alcalin. Les quantités à mettre en oeuvre peuvent varier dans de larges limites, mais il a été constaté que de faibles quantités sont souvent suffisantes pour obtenir l'effet recherché.
C'est ainsi que dans les bains de collage, une proportion de 0,1 à 2 %, préférentiellement de 0,5 à 1 %, d'un copolymère selon l'invention, permet d'obtenir des papiers convenablement collés.
Il a ~té également constaté que le pH des bains de collage con-f~rant l'effet de collage recherché peut varier de pH 2 à pH 12.Cette propriété est avantageuse lorsqu'on désire améliorer la résistance aux traitements humides des papiers en ajoutant des résines aminoplastes telles que des condensats ou précondensats de urée-formol, mélamine-formol, diméthylol dihydroxyéthylène urée, diméthylol propylène-urée, diméthylol carbamate d'alkyle qui nécessitent un catalyseur acide. Cette propriété permet éga-lement d'utiliser, dans le m8me bain, l'agent de collage et cer-tains colorants~pour réaliser le collage et la coloration simul-tanée. En choisissant convenablement les colorants et en règlant le pH à une valeur appropriée, il est possible d'utiliser aussi bien des agents de blanchiment optique, des colorants acides, directs ou substantifs, que des colorants basiques ou des dis-`- 106283Z
persions de colorants pigmentaires. Pour ces derniers, il peut être intéressant de les utiliser conjointement avec des résines ; aminoplastes pour obtenir des solidités particulières.
Enfin, le procédé selon l'invention permet d'ajouter des charges telles que le kaolin, le talc et l'oxyde de titane généralement utilisées en milieu acide, mais aussi d'autres, tel-les que le carbonate de calcium, l'alumine hydratée, le blanc satin, l'oxyde de zinc, le lithopone, ou les pigments organiques à base de polyméthylène-urée ou de polystyrène, qui s'utilisent plutôt en milieu neutre ou alcalin.
Les latex mentionnés ci-dessus permettent la prépara-tion facile de bains d'encollage par simple dilution à l'eau et l'obtention aisée d'un papier convenablement collé, apte à
l'écriture et dont le pouvoir d'absorption d'eau est réduit sans qu'il soit pour cela hydrophobe. Ces propriétés sont obtenues sans 8tre obligé d'ajouter au préalable ou simultanément dans la masse ou superficiellement des colles de colophane ou dérivées de celle-ci, des colloides à base d'amidon, des sels d'aluminium, de fer ou de zinc qui rendent pratiquement impossible l'utilisation simultanée des dispersions de colorants pigmentaires ou des colo-rants acides ou substantifs.
Dans le cas des papiers collés et colorés simultanément selon le procédé de l'invention, il a été constaté, de manière inattendue, que le rendement coloristique, la vivacité et l'unis-son des coloris obtenus sont remarquables.
D'une manière générale, pour obtenir éventuellement certains effets, les latex selon l'invention peuvent être utilisés en mélange avec les produits auxiliaires et adjuvants couramment utilisés en papeterie, tels que : tensio-actifs, agents hydro-scopiques, plastifiants, adoucissants, fongicides, antimousses,épaississants, collo;des (tels que caséïne, dextrine, amidon, amidon modifié, méthylcellulose, carboxyméthyl cellulose, alcool polyvinylique), liants naturels ou synthétiques (tels que d'autres copolymères ~us forme de dispersions ou de solutions comme les copolymères styrène-anhydride maléïque, la colophane, ou les dé-rivés de colophane), agents hydrofuges, oléofuges, cires naturel-les ou synthétiques, agents précipitants et clarifiants~ agents réticulants, renforçateurs de résistance au mouillé, sels miné-raux, etc...
Le procédé selon l'invention convient à la préparation de papier collé de toutes épaisseurs et de toutes natures, donc s'applique à des papiers ou des cartons obtenus à partir de pâtes mécaniques, chimiques, à la soude, au bisulfite, au sulfate, mi-chimiques, pâtes de bois, de végétaux naturels, de chiffons ou de vieux papiers.
Les techniques utilisées pour coller les papiers et cartons à l'aide du procédé selon l'invention sont semblables à
celles qui sont couramment employées en papeterie.
Les exemples suivants dans lesquels les parties indiquées sont en poids et les températures en degrés centigrades, illustrent l'invention sans la limiter. Dans ces exemples le degré de colla-ge, mesuré par le pouvoir absorbant du papier vis-à-vis de l'eau, est évalué suivant la méthode de COBB et LOWE (TAPPI Standard T
441) codi~iée par le Comité des Essais du Laboratoire Central de l'Industrie Papetière Suèdoise (Projet P.C.A. 13-59), méthode qui consiste à mesurer le poids d'eau absorbée pendant une minute par un mètre carré de papier supportant une hauteur d'eau d'un centimètre , l'aptitude à l'écriture et à l'impression du papier est appréciée par le test décrit dans le bulletin ATIP n2 -1960 - p 84 à 91 (P.PHILBEE) qui consiste à faire sur le papier des traits sans bavure ni transpercement avec des encres normali-sées, numérotées de 1 à S, de plus en plus agressives et la ré-sistance aux alcalis est déterminée en mesurant le temps nécessaire à l'absorption par le papier d'une goutte de lessive de soude à 10 % (test décrit dans le brevet français 1 552 723 page 3).
Exem~le 1 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
43,3 parties d'acrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle 41,0 '.' d'acide méthacrylique 1,4 " de N-méthylol acrylamide 100 parties on prépare un latex anionique, à 20 % de matières sèches et de pH
2,8 , d'un copolymèra ayant une valeur K de 69 et une température de transition vitreuse de + 65 C. On imprègne un papier "AFNOR
VII" non collé, pesant 77 g/m2, dans un bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 9 et dont la composition est la suivante :
2,25 g du latex ci-dessus 97,50 g d'eau froide 0,25 g d'ammoniaque à 28 %
_ 100 g.
Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier est séché pendant 3 minutes à 110C.
On obtient ainsi un papier blanc, collé et parfaitement apte à l'écriture. Comparativement au papier non traité, les résultats obtenus sont les suivants :
__ _ _ __ _ Epreuve de COBB Aptitude à l'écriture (eau absorbée en _ _ g/m2 en 1 minute) Bavures Transpercement _. _ _ __ 30 Papier non traité 160 0 0 Papier traité - 12 5 , 5 Ex~mple 2 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
53,3 parties d'acrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle 31,0 " d'acide méthacrylique 1,4 " de N-méthylol acrylamide 100 parties on prépare un latex anionique, à 20 % de matières sèches et de pH 2,9 , d'un copolymère ayant une valeur K de 79.
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain d'imprégnation dont le pH est 9,1 et dont la composition est la suivante :
2,25 g du latex ci-dessus 96,9 g d'eau froide 0,6 g du colorant obtenu par copulation du dérivé
diazoique de l'acide sulfanilique avec le naphtol 2 (Color Index 15 510) 0,25 g d'ammoniaque à 28 %
100 g Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier est séché pendant 20 secondes à 110 C.
On obtient ainsi, avec un bon remdement coloristique, un papier coloré en orangé avec un bon unisson, collé et parfai-tement apte à l'écriture.
En remplaçant dans la formule ci-dessus le latex selon l'invention par des copolymères proposés antérieurement, tout en gardant indentiques les quantités de matières sèches engagées, on obtient des résultats nettement moins bons ainsi que le montre le tableau ci-dessous :
_. _ _ _ Test de COBB Aptitude à 1'écriture ¦
(eau absorbée _ _ en g/m2 en 1 Bavure Transpercement minute) Papier non traité 160 O O
Papier traité avec latex23 5 5 selon l'invention Papier traité avec sel d'ammonium d'un copo- 125 4 3 lymère contenant des groupes carboxyliques Papier traité avec .
dispersion de copoly-mères à base d'anhy- 120 O 3 dride maléïque Papier traité avec dispersion de poly- 130 O 2 éthylène ' Exemple 3 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
64,3 parties d'acrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle 20,0 " d'acide méthacrylique 1,4 " de N-mé'thylol acrylamide -~ 100 parties on prépare un latex anionique, à 20 % de matières sèches et de pH
2,9 , d'un copolymère ayant une valeur K de 88 et une température de transition vitreuse de + 9C.
- ~06283Z
On imprègne le meme papier qu'à l'exemple 1 dans un bain d'imprégnation pour presse encolleuse, dont le pH est 9,4 et dont la composition est la suivante:
2,25 g du latex ci-dessus 37,5 g d'eau froide 60,0 g d'une solution aqueuse à 1 % du colorant obtenu par copulation d'une mole du dérivé tétrazoïque de 1'0.dianisidine avec deux moles de l'acide amino-8 hydroxy-l naphtalène disulfonique-5,7 (Color Index 24 410 0,25 g d'ammoniaque à 28 %
.~
100 g.
Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier est séché pendant 20 secondes à 110C.
On obtient ainsi, avec un bon rendement coloristique, un papier coloré en bleu avec un bon unisson, collé et parfaite-ment apte à l'écriture.
~ n remplaçant dans la formule ci-dessus, le latex selon l'invention par des copolymères proposés antérieurement, tout en gardant identiques les quantités de matières sèches engagées, on obtient des résultats moins bons ainsi que le montre le tableau ci-dessous :
~ ...
Papier traité avec Test de COBB Aptitude à l'écri-(eau absorbée en g/m2 en 1 Bavure Transper-minute) cement . ~ .
Latex selon l'invention............ 22 5 5 Sel d'ammonium d'un copolymè-re contenant des groupes 121 4 3 carboxyliques _ Papier traité avec Test de COBB Aptitude à l'écri (eau absorbée en g/m2 en Bavure Transper-_ _ _ _ _ 1 minute) cement Dispersion de copolymères à
base d'anhydride maléïque........... 122 1 2 Dispersion de polyéthylène.......... 127 3 4 Latex d'un copolymère d'acry-late de butyle - acétate de vinyle - acide acrylique/54 -38-8.... ,.... ,.,,,................. 132 4 4 Solution aqueuse d'un poly-acrylate de sodium.................. 138 O 0 Solution aqueuse d'un sel d'ammonium d'un copolymère styrène-anhydride maléïque.......... 131 4 4 Latex d'un copolymère acrylate d'éthyle -acide méthacrylique 49-51.... ,.......................... 134 1 1 Latex d'un copolymère acrylate d'éthyle - chlorure de vinyle 60-40.... .,.,,,..................... 65 2 E_ mple 4 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante:
parties d'acrylate de butyle 13,6 " d'acétate de vinyle " d'acide méthacrylique 1,4 de N-méthylol acrylamide 100 parties on prépare un latex anionique, à 20,7 % de matières sèches et de pH 2,8 , d'un copolymère ayant une valeur K de 59 et une tempéra-ture de transition vitreuse de + 70C.
On imprègne le mame papier qu'à l'exemple 1 dans un 10 bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 8,6 et , dont la composition est la suivante :
4,3 g du latex ci-dessus 1,5 g d'une dispersion aqueuse à 30 % de phtalocyanine de cuivre forme 93,7 g d'eau froide 0,5 g d'ammoniaque à 28 %
100 g.
. Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 20 secondes à
110C.
On obtient ainsi avec un bon rendement coloristique un papier coloré en bleu avec un bon unisson, collé et parfaitement apte à l'écriture comme le prouve les résultats obtenus aux tests habituels :
_ Test de COBB Aptitude à l'écriture (eau absorbée en g/m2 en 1 minute) bavure Transpercement . _ Papier non traité 160 0 0 Papier traité 25 ~062832 Exemple 5 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mona-mères ayant la composition suivante :
64,3 parties d'acrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle 20,0 " d'acide méthacrylique 1,4 " de N-méthylol acrylamide 100 parties on prépare un latex anionique, à 30 % de matière sèches et de pH
2,9 , d'un copolymère ayant une valeur K de 88 et une températu-re de transition vitreuse de + 9C.
On imprègne le m8me papier qu'à l'exemple 1 dans un bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 5,5 et dont la composition est la suivante :
Malheureusement, d'après le brevet franc,ais 2 150 882 déposé le 27.8.72 (page 1, lignes 12 à 20), il 9 ' avère que seules les dispersions et solutions de résines synthétiques ayant un caractère cationique ont une bonne efficacité pour coller conve-nablement le papier. Les polymères ou condensats anioniques connus ne possèdent pas d'effet de collage suffisant. C'est ainsi que des copolymères à base d'imide maléïque carboxylé ont été pro-posés, en tant que produits à caractère anionique, pour coller le papier par imprégnation superficielle. Mais pour conférer au papier un degré de collage optimum, ils doivent être utilisés nécessairement sous forme de leurs sels alcalins à pH 8.
Dans ces conditions, l'utilisation simultanée des rési-nes aminoplastes telles que les condensats de mélamine-formol ou de diméthylol dihydroxy éthylène urée devient impossible puis-qu'elles nécessitent un catalyseur acide pour réagir. Il en est de mame lorsqu'on veut réaliser simultanément le collage et la coloration du papier avec certains colorants basiques qui ne sont utilisables qu'en milieu acide.
Or, il a été trouvé, conformément à la présente inven-tion qu'il était possible d'obtenir des papiers ou cartons conve-nablement collés en surface, en opérant dans un zone étendue de pH allant de pH 2 à pH 12. Par voie de conséquence, il est pos-sible de réaliser, en mame temps, le blanchiment optique ou la coloration du papier, non seulement à l'aide de colorants acides, directs ou ~ubstantifs, mais encore à l'aide de certains colo-rants basiques ou colorants pigmentaires, en présence ou non de résines aminoplastes.
Ces traitements peuvent se faire simultanément en utili-sant des bains de collage caractérisés en ce qu'il renferment, comme agent de collage, un ou plusieurs latex de caractère anioni-que dont le taux de matières sèches est compris entre 20 et 50 %, préférentiellement entre 25 et 40 %.
Les latex selon l'invention utilisables à cet effet sont des dispersions aqueuses d'un copolymère finement divisé, dont la température de transition vitreuse est comprise entre -40 et 120C, préférentiellement entre 0 et 100C, dont la valeur K (H.FIKENTSCHER "Cellulose Chemie" 13, 1932, p 58 à 74) est com-prise entre 55 et 130 et qui contient sous forme interpolymérisée:
a) - 35 à 80 % en poids d'un ou plusieurs esters d'acide acryli-que et/ou méthacrylique avec un alcool contenant 1 à 18 atomes de carbone, et/ou d'esters vinyli-ques d'acides carboxyliques comportant 1 à 18 atomes de carbone.
b) - 20 à 50 % en poids d'acide acrylique, méthacrylique, croto-nique ou itaconique ou de leur mélange.
`` 106283Z
- c) - 0 à 20 % en poids d'un ou plusieurs monomères possédant une liaison éthylénique et des groupes polaires ou possédant plusieurs liaisons éthyléniques.
d) - 0 à 30 % en poids d'hydrocarbures halogénés ou non, compor-tant une ou plusieurs doubles liaisons et 2 à 18 atomes de carbone.
Ces dispersions ont un pH compris entre 2 et 7, préfé-rentiellement entre 2,5 et 5,5, et elles possèdent la propriété
d'épaissir par alcalinisation en donnant des solutions aqueuses ou des dispersions aqueuses plus visqueuses que le latex lui-mê-me.
Les copolymères ci-dessus sont obtenus essentiellement par copolymérisation des monomères précédents "en émulsion" dans une phase aqueuse suivant les procédés connus, à l'aide de tensio-; actifs et/ou de colloides appropriés. Ceux-ci peuvent avoir un caractère anionique et~ou non ionique. A titre d'exemple, on peut citer : les alkylsulfates d'un métal alcalin comme les dodé-cylpolyglycol éther sulfate de sodium et le sulforicinate de so-dium, les alkylsulfonates comme les sels alcalins de paraffine sulfonée, les sels d'acide gras comme le laurate de sodium, l'o-léate ou l'abiétate de triéthanolamine, les alkylaryl sulfonates comme le dodécyl-benzène sulfonate de sodium ou les sulfates alcalins d'alkyl phénols éthoxylés. Comme émulsionnants non ioniques, on peut citer : les produits de condensation de l'oxyde d'éthylène avec les alcools gras, les alkyl phénols, les polypro-pylène glycols, ainsi qu'avec les amines, amides et acides gras, comme l'alcool oléïque condensé avec 20 moles d'oxyde d'~thylène, l'alcool laurique ou le nonylphénol condensé avec 10 moles d'oxyde d'éthylène. On peut utiliser a~ssi les esters gras de polyols comme le monooléate d'anhydrosorbitol ou le monolaurate de glycérol.
-Conjointement à ces tensio-actifs, on peut utiliser d'au'res ingrédients bien connus dans la technique de poly~érisa-tion en émulsion tels que, agents chélatants, tampons, sels d'acide minéraux ou organiques, solvants, adjuvants susceptibles de régler le pH, agents hydrotropes ou stabilisants.
Comme esters d'acide acrylique ou méthacrylique utili-sables pour préparer les copolymères selon l'invention, on peut citer, par exemple, les acrylates de méthyle, d'éthyle, de butyle, d'isobutyle, d'hexyle, de benzyle, de monoalkyléthers d'éthylène ou propylène glycol, de [~-méthyl, N-perfluoro-octyl-2 éthylsul-fonyl~ amino-2 éthyle, les méthacrylates de méthyle, de butyle, de lauryle, de stéaryle, de cyclohexyle, de trifluoroéthyl, le monométhacrylate de polypropylène glycol.
Comme esters vinyliques utilisables, on peut citer par exemple l'acétate de vinyle, le propionate de vinyle, le butyrate et l'isobutyrate de vinyle, l'octanoate de vinyle, le laurate de vinyle, le stéarate de vinyle, le benzoate de vinyle ou les es-ters vinyliques des acides connus sur le marché sous le nom d'acides versatiques.
Comme composés copolymérisables à liaison éthylénique ; possédant des groupes polaires, on peut mentionner les monomères éthyléniques possédant des groupes OH, NH2, NH-alkyl, COOH, COOMe (où Me=~étal), S03H, S03Me, CN, CH2~-~CH - , CHO, etc.... Comme tels, on peut citer les acrylates ou méthacrylates hydroxyalkyli-ques comme le monoacrylate d'éthylène glycol, le monométhacrylate de propylène glycol, l'allyloxyéthanol, l'isobutènediol, l'alcool allylique, l'allylglycolate, l'acrylamide et méthacrylamide, le N-(hydroxyméthyl) acrylamide, le N-isopropyl acrylamide, le diacé-tone acrylamide, le bêta amino crotonate d'éthyle, le méthacry-30 late de diméthylaminoéthyle, l'allylamine, les vinyl pyridine, les acides sénécioïques,vinyl sulfonique, styrène p.sulfonique et leurs sels alcalins, l'anhydride citraconique, l'acrylate et méthacrylate de sodium, l'acrylonitrile, le méthacrylonitrile, -~ 106Z83Z
l'amino-3 crotononitrile, le chloro-2 acrylonitrile, le méthylène glutaronitrile, le cyanoacrylate d'isopropyle, l'acrylate de cyano-2 éthyle, les acrylates et méthacrylates de glycidyle, l'allylglycidyléther, le chlorure d'acryloyle, la méthylvinyl-cétone, la N-vinylpyrolidone, le N-vinyl carbazole, l'acroléïne.
Comme monomères possédant plusieurs liaisons éthyléni-ques, on peut citer, par exemple l'acrylate et le méthacrylate d'allyle, le tétraallyloxy-éthane, les diacrylates ou diméthacry-lates d'éthylène glycol et de propylène glycol, le sénécioate de vinyle, le triacryloyl-1,3,5 hexahydro s.triazine, le vinyl-2 diamino-4,6 triazine-1,3,5 , le glyoxal-bis-acrylamide, le tria-crylate de triméthylol propane, le tétra acrylate de pentaéry-thritol, le diacrylate de polyéthylène glycol, le diméthacrylate de butanediol 1,4, le carbonate de divinyle, le triallyléther de pentaérythritol, le divinyl carbinol.
Enfin comme hydrocarbures, halogénés ou non, comportant une ou plusieurs doubleq liaisons, on peut citer le chlorure de vinyle, le chlorure de vinylid~ne, le styrène, le vinyl toluène, le chloro-3 isobutène, le bromure d'allyle, l'éthylène, le propy-lène, l'isobutylène, le diisobutylène, l'isoprène, le butadiène,les chlorobutadiènes, le divinylbenzène.
Pour initier la réaction de polymérisation, on utilise des catalyseurs capables de produire des radicaux libres, préfé-rentiellement des composés péroxygénés, tels que persulfates de sodium, d'ammonium ou de potassium, perborates alcalins, eau oxygénée, hydroperoxyde de cumène, hydroperoxyde de butyle, pe-roxyde de benzoyle, acide peracétique, oxydes d'amine, nitrate cérique et d'ammonium. On peut utiliser aussi comme initiateurs l'azo-2,2'bis isobutyronitrile, l'acide azo-4,4' bis (cyano-4 pentanoïque) ou son sel alcalin. Les quantités à mettre en oeuvre peuvent varier entre 0,01 % et 5 % par rapport au poids des monomères à copolymériser, de préférence de 0,1 à 0,4 %.
La copolymérisation est généralement effectuée à un pH
allant de 7 à 2 et à une température comprise entre 50C et 95C.
Mais il est possible d'opérer à des températures plus élevées ou plus basses. Par exemple l'emploi de catalyseurs Redox comme le système persulfate-sel ferreux ou persulfate-hydroxyméthane sul-finate de sodium peut etre utile pour activer la réaction ou abaisser la température de la copolymérisation. Enfin, à condi-tion d'employer un appareillage adé~uat, la copolymérisation peut 8tre faite de manière discontinue, continue ou graduelle.
10Afin de régler le poids moléculaire des copolymères et leur valeur K, déterminée par mesure de la viscosité relative à
20C d'une solution à 0,5 % dans du tétrahydrofuranne (H.GIBELLO
- "Les vinyliques d'Aujourd'hui" 1953 - p 264 et H.FIKENTSCHER - -"Cellulose Chemie" 13, 1932 - p 58 à 74), on peut utiliser des a~ents de transfert de chaine, tels que les alkylmercaptans comme le tertio-dodécylmercaptan, le n.dodécyl mercaptan, le n.octyl mercaptan, ou tels que le tétrachlorure de carbone, le tétrabro-mure de carbone, le chloroforme, le triphényl méthane. Les quan-tités à mettre en oeuvre sont fonction des valeurs à obtenir pour 20 K. Elles peuvent aller jusqu'à 5 % par rapport au poids des monomères et varient préférentiellement entre 0,1 et 0,4 %.
Le taux de matières sèches des dispersions de copoly-mères utilisables selon l'invention, peut varier dans de très lar-ges limites. Il est avantageux d'avoir à sa disposition des la-tex dont le taux de matières sèches est compris entre 20 % et 50 %, préférentiellement entre 25 et 40 %.
La "température de transition vitreuse" de ces copoly-mères doit être comprise entre -40 et 120 C, de préférence entre 0 et 100C. Le terme de "température de transition vitreuse"
30 désigne une température de transition de second ordre qui est une propriété spécifique et caractéristique de chaque polymère. Elle 1~6~832 est la température à laquelle un polymère passe d'un état rigide vitreux à un état plastique ou caoutchouteux. Elle correspond au changement de pente ou d'allure des diagrammes représentant la va-riation de certaines propriétés physiques ou mécaniques des élas-tomères en fonction de la température (BOVEY, KOLTHOFF, MEDALIA, MEEHAN, page 323 dans "Emulsion Polymérisation", 1955). Pour les copolymères utilisables dans le procédé selon l'invention, cette température a été déterminée en mesurant le module de rigidité en torsion suivant la norme A.S.T.M. D.1043-61 T - (Norme Française correspondante B ~ M P 1005/4).
Les latex ainsi obtenus peuvent être utilisés sous forme de dispersions aqueuses ou de solutions aqueuses, en milieu acide, neutre ou alcalin. Les quantités à mettre en oeuvre peuvent varier dans de larges limites, mais il a été constaté que de faibles quantités sont souvent suffisantes pour obtenir l'effet recherché.
C'est ainsi que dans les bains de collage, une proportion de 0,1 à 2 %, préférentiellement de 0,5 à 1 %, d'un copolymère selon l'invention, permet d'obtenir des papiers convenablement collés.
Il a ~té également constaté que le pH des bains de collage con-f~rant l'effet de collage recherché peut varier de pH 2 à pH 12.Cette propriété est avantageuse lorsqu'on désire améliorer la résistance aux traitements humides des papiers en ajoutant des résines aminoplastes telles que des condensats ou précondensats de urée-formol, mélamine-formol, diméthylol dihydroxyéthylène urée, diméthylol propylène-urée, diméthylol carbamate d'alkyle qui nécessitent un catalyseur acide. Cette propriété permet éga-lement d'utiliser, dans le m8me bain, l'agent de collage et cer-tains colorants~pour réaliser le collage et la coloration simul-tanée. En choisissant convenablement les colorants et en règlant le pH à une valeur appropriée, il est possible d'utiliser aussi bien des agents de blanchiment optique, des colorants acides, directs ou substantifs, que des colorants basiques ou des dis-`- 106283Z
persions de colorants pigmentaires. Pour ces derniers, il peut être intéressant de les utiliser conjointement avec des résines ; aminoplastes pour obtenir des solidités particulières.
Enfin, le procédé selon l'invention permet d'ajouter des charges telles que le kaolin, le talc et l'oxyde de titane généralement utilisées en milieu acide, mais aussi d'autres, tel-les que le carbonate de calcium, l'alumine hydratée, le blanc satin, l'oxyde de zinc, le lithopone, ou les pigments organiques à base de polyméthylène-urée ou de polystyrène, qui s'utilisent plutôt en milieu neutre ou alcalin.
Les latex mentionnés ci-dessus permettent la prépara-tion facile de bains d'encollage par simple dilution à l'eau et l'obtention aisée d'un papier convenablement collé, apte à
l'écriture et dont le pouvoir d'absorption d'eau est réduit sans qu'il soit pour cela hydrophobe. Ces propriétés sont obtenues sans 8tre obligé d'ajouter au préalable ou simultanément dans la masse ou superficiellement des colles de colophane ou dérivées de celle-ci, des colloides à base d'amidon, des sels d'aluminium, de fer ou de zinc qui rendent pratiquement impossible l'utilisation simultanée des dispersions de colorants pigmentaires ou des colo-rants acides ou substantifs.
Dans le cas des papiers collés et colorés simultanément selon le procédé de l'invention, il a été constaté, de manière inattendue, que le rendement coloristique, la vivacité et l'unis-son des coloris obtenus sont remarquables.
D'une manière générale, pour obtenir éventuellement certains effets, les latex selon l'invention peuvent être utilisés en mélange avec les produits auxiliaires et adjuvants couramment utilisés en papeterie, tels que : tensio-actifs, agents hydro-scopiques, plastifiants, adoucissants, fongicides, antimousses,épaississants, collo;des (tels que caséïne, dextrine, amidon, amidon modifié, méthylcellulose, carboxyméthyl cellulose, alcool polyvinylique), liants naturels ou synthétiques (tels que d'autres copolymères ~us forme de dispersions ou de solutions comme les copolymères styrène-anhydride maléïque, la colophane, ou les dé-rivés de colophane), agents hydrofuges, oléofuges, cires naturel-les ou synthétiques, agents précipitants et clarifiants~ agents réticulants, renforçateurs de résistance au mouillé, sels miné-raux, etc...
Le procédé selon l'invention convient à la préparation de papier collé de toutes épaisseurs et de toutes natures, donc s'applique à des papiers ou des cartons obtenus à partir de pâtes mécaniques, chimiques, à la soude, au bisulfite, au sulfate, mi-chimiques, pâtes de bois, de végétaux naturels, de chiffons ou de vieux papiers.
Les techniques utilisées pour coller les papiers et cartons à l'aide du procédé selon l'invention sont semblables à
celles qui sont couramment employées en papeterie.
Les exemples suivants dans lesquels les parties indiquées sont en poids et les températures en degrés centigrades, illustrent l'invention sans la limiter. Dans ces exemples le degré de colla-ge, mesuré par le pouvoir absorbant du papier vis-à-vis de l'eau, est évalué suivant la méthode de COBB et LOWE (TAPPI Standard T
441) codi~iée par le Comité des Essais du Laboratoire Central de l'Industrie Papetière Suèdoise (Projet P.C.A. 13-59), méthode qui consiste à mesurer le poids d'eau absorbée pendant une minute par un mètre carré de papier supportant une hauteur d'eau d'un centimètre , l'aptitude à l'écriture et à l'impression du papier est appréciée par le test décrit dans le bulletin ATIP n2 -1960 - p 84 à 91 (P.PHILBEE) qui consiste à faire sur le papier des traits sans bavure ni transpercement avec des encres normali-sées, numérotées de 1 à S, de plus en plus agressives et la ré-sistance aux alcalis est déterminée en mesurant le temps nécessaire à l'absorption par le papier d'une goutte de lessive de soude à 10 % (test décrit dans le brevet français 1 552 723 page 3).
Exem~le 1 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
43,3 parties d'acrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle 41,0 '.' d'acide méthacrylique 1,4 " de N-méthylol acrylamide 100 parties on prépare un latex anionique, à 20 % de matières sèches et de pH
2,8 , d'un copolymèra ayant une valeur K de 69 et une température de transition vitreuse de + 65 C. On imprègne un papier "AFNOR
VII" non collé, pesant 77 g/m2, dans un bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 9 et dont la composition est la suivante :
2,25 g du latex ci-dessus 97,50 g d'eau froide 0,25 g d'ammoniaque à 28 %
_ 100 g.
Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier est séché pendant 3 minutes à 110C.
On obtient ainsi un papier blanc, collé et parfaitement apte à l'écriture. Comparativement au papier non traité, les résultats obtenus sont les suivants :
__ _ _ __ _ Epreuve de COBB Aptitude à l'écriture (eau absorbée en _ _ g/m2 en 1 minute) Bavures Transpercement _. _ _ __ 30 Papier non traité 160 0 0 Papier traité - 12 5 , 5 Ex~mple 2 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
53,3 parties d'acrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle 31,0 " d'acide méthacrylique 1,4 " de N-méthylol acrylamide 100 parties on prépare un latex anionique, à 20 % de matières sèches et de pH 2,9 , d'un copolymère ayant une valeur K de 79.
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain d'imprégnation dont le pH est 9,1 et dont la composition est la suivante :
2,25 g du latex ci-dessus 96,9 g d'eau froide 0,6 g du colorant obtenu par copulation du dérivé
diazoique de l'acide sulfanilique avec le naphtol 2 (Color Index 15 510) 0,25 g d'ammoniaque à 28 %
100 g Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier est séché pendant 20 secondes à 110 C.
On obtient ainsi, avec un bon remdement coloristique, un papier coloré en orangé avec un bon unisson, collé et parfai-tement apte à l'écriture.
En remplaçant dans la formule ci-dessus le latex selon l'invention par des copolymères proposés antérieurement, tout en gardant indentiques les quantités de matières sèches engagées, on obtient des résultats nettement moins bons ainsi que le montre le tableau ci-dessous :
_. _ _ _ Test de COBB Aptitude à 1'écriture ¦
(eau absorbée _ _ en g/m2 en 1 Bavure Transpercement minute) Papier non traité 160 O O
Papier traité avec latex23 5 5 selon l'invention Papier traité avec sel d'ammonium d'un copo- 125 4 3 lymère contenant des groupes carboxyliques Papier traité avec .
dispersion de copoly-mères à base d'anhy- 120 O 3 dride maléïque Papier traité avec dispersion de poly- 130 O 2 éthylène ' Exemple 3 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
64,3 parties d'acrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle 20,0 " d'acide méthacrylique 1,4 " de N-mé'thylol acrylamide -~ 100 parties on prépare un latex anionique, à 20 % de matières sèches et de pH
2,9 , d'un copolymère ayant une valeur K de 88 et une température de transition vitreuse de + 9C.
- ~06283Z
On imprègne le meme papier qu'à l'exemple 1 dans un bain d'imprégnation pour presse encolleuse, dont le pH est 9,4 et dont la composition est la suivante:
2,25 g du latex ci-dessus 37,5 g d'eau froide 60,0 g d'une solution aqueuse à 1 % du colorant obtenu par copulation d'une mole du dérivé tétrazoïque de 1'0.dianisidine avec deux moles de l'acide amino-8 hydroxy-l naphtalène disulfonique-5,7 (Color Index 24 410 0,25 g d'ammoniaque à 28 %
.~
100 g.
Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier est séché pendant 20 secondes à 110C.
On obtient ainsi, avec un bon rendement coloristique, un papier coloré en bleu avec un bon unisson, collé et parfaite-ment apte à l'écriture.
~ n remplaçant dans la formule ci-dessus, le latex selon l'invention par des copolymères proposés antérieurement, tout en gardant identiques les quantités de matières sèches engagées, on obtient des résultats moins bons ainsi que le montre le tableau ci-dessous :
~ ...
Papier traité avec Test de COBB Aptitude à l'écri-(eau absorbée en g/m2 en 1 Bavure Transper-minute) cement . ~ .
Latex selon l'invention............ 22 5 5 Sel d'ammonium d'un copolymè-re contenant des groupes 121 4 3 carboxyliques _ Papier traité avec Test de COBB Aptitude à l'écri (eau absorbée en g/m2 en Bavure Transper-_ _ _ _ _ 1 minute) cement Dispersion de copolymères à
base d'anhydride maléïque........... 122 1 2 Dispersion de polyéthylène.......... 127 3 4 Latex d'un copolymère d'acry-late de butyle - acétate de vinyle - acide acrylique/54 -38-8.... ,.... ,.,,,................. 132 4 4 Solution aqueuse d'un poly-acrylate de sodium.................. 138 O 0 Solution aqueuse d'un sel d'ammonium d'un copolymère styrène-anhydride maléïque.......... 131 4 4 Latex d'un copolymère acrylate d'éthyle -acide méthacrylique 49-51.... ,.......................... 134 1 1 Latex d'un copolymère acrylate d'éthyle - chlorure de vinyle 60-40.... .,.,,,..................... 65 2 E_ mple 4 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante:
parties d'acrylate de butyle 13,6 " d'acétate de vinyle " d'acide méthacrylique 1,4 de N-méthylol acrylamide 100 parties on prépare un latex anionique, à 20,7 % de matières sèches et de pH 2,8 , d'un copolymère ayant une valeur K de 59 et une tempéra-ture de transition vitreuse de + 70C.
On imprègne le mame papier qu'à l'exemple 1 dans un 10 bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 8,6 et , dont la composition est la suivante :
4,3 g du latex ci-dessus 1,5 g d'une dispersion aqueuse à 30 % de phtalocyanine de cuivre forme 93,7 g d'eau froide 0,5 g d'ammoniaque à 28 %
100 g.
. Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 20 secondes à
110C.
On obtient ainsi avec un bon rendement coloristique un papier coloré en bleu avec un bon unisson, collé et parfaitement apte à l'écriture comme le prouve les résultats obtenus aux tests habituels :
_ Test de COBB Aptitude à l'écriture (eau absorbée en g/m2 en 1 minute) bavure Transpercement . _ Papier non traité 160 0 0 Papier traité 25 ~062832 Exemple 5 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mona-mères ayant la composition suivante :
64,3 parties d'acrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle 20,0 " d'acide méthacrylique 1,4 " de N-méthylol acrylamide 100 parties on prépare un latex anionique, à 30 % de matière sèches et de pH
2,9 , d'un copolymère ayant une valeur K de 88 et une températu-re de transition vitreuse de + 9C.
On imprègne le m8me papier qu'à l'exemple 1 dans un bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 5,5 et dont la composition est la suivante :
3 g du latex ci-dessus 37,0 g d'eau froide 60,0 g d'une solution aqueuse à 0,25 % de rhodamine B
(Color Index 45 170) [Cette solution est ajoutée après avoir ramené le pH à 6,7 par addition d'ammoniaque~
100,00 g Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ llo %, le papier est séché pendant 3 minutes à 110C.
On obtient ainsi, avec un bon rendement coloristique, un papier coloré en rouge avec un bon unisson.
Si, dans les mêmes conditions, on remplace la rhodamine B par une quantité identique du colorant Color Index 44 040 on obtient un papier coloré en bleu et si, dans les memes conditions, on remplace les 0,15 g de rhodamine B par 0,075 g d'auramine 30 (Color Index 41 000), on obtient un papier coloré en jaune.
., Ces papiers sont collés et parfaitement aptes à
l'écriture comme le prouvent les résultats obtenus selon les tests habituels (voir tableau ci-dessous). En outre, ils offrent une bonne résistance aux solutions alcalines.
Test de COBB' Aptitude à Résistance (eau absorbée l'écriture à la soude Papier en g/,m2 en 1 bavure Transper- 10 %
minute) cement(minutes) Papier non traité 160 0 0 5 sec.
Papier collé et coloré en rouge........... 23 5 5 55 mn.
Papier collé et ~
coloré en bleu............ 25 5 5 120 mn.
Papier collé et coloré en jaune........... 22 85 mn.
Exemple 6 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
43 parties d'acrylate de butyle 14 " d'acétate de vinyle 41 " d'acide méthacrylique 2 ~ de diméthacrylate d'éthylène glycol 100 parties on prépare un latex anionique, à 20, 5 %-de matières sèches et de pH 2,6 , d'un copolymère ayant une valeur K de 62 et une tempé-rature de transition vitreuse de 67C.
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 9 et dont la composition est la suivante :
`^ ~062832
(Color Index 45 170) [Cette solution est ajoutée après avoir ramené le pH à 6,7 par addition d'ammoniaque~
100,00 g Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ llo %, le papier est séché pendant 3 minutes à 110C.
On obtient ainsi, avec un bon rendement coloristique, un papier coloré en rouge avec un bon unisson.
Si, dans les mêmes conditions, on remplace la rhodamine B par une quantité identique du colorant Color Index 44 040 on obtient un papier coloré en bleu et si, dans les memes conditions, on remplace les 0,15 g de rhodamine B par 0,075 g d'auramine 30 (Color Index 41 000), on obtient un papier coloré en jaune.
., Ces papiers sont collés et parfaitement aptes à
l'écriture comme le prouvent les résultats obtenus selon les tests habituels (voir tableau ci-dessous). En outre, ils offrent une bonne résistance aux solutions alcalines.
Test de COBB' Aptitude à Résistance (eau absorbée l'écriture à la soude Papier en g/,m2 en 1 bavure Transper- 10 %
minute) cement(minutes) Papier non traité 160 0 0 5 sec.
Papier collé et coloré en rouge........... 23 5 5 55 mn.
Papier collé et ~
coloré en bleu............ 25 5 5 120 mn.
Papier collé et coloré en jaune........... 22 85 mn.
Exemple 6 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
43 parties d'acrylate de butyle 14 " d'acétate de vinyle 41 " d'acide méthacrylique 2 ~ de diméthacrylate d'éthylène glycol 100 parties on prépare un latex anionique, à 20, 5 %-de matières sèches et de pH 2,6 , d'un copolymère ayant une valeur K de 62 et une tempé-rature de transition vitreuse de 67C.
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 9 et dont la composition est la suivante :
`^ ~062832
4,4 g du latex ci-dessus 94,6 g d'eau 0,5 g d'une poudre à 80 % d'agents alcalins (Co3Na2) et à 20 % d'acide stilbène bis ~[di(~ hydroxyé-thyl) amino-2 phénylamino-~ s triazine 6 amino}-4,4' disulfonique-2,2' 0,5 g d'ammoniaque à 28 %
Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 20 secondes à
10110C.
On obtient ainsi un papier collé, blanchi optiquement avec un bon rendement et parfaitement apte à l'écriture, comme le montrent les résultats suivants :
I
¦ Test de COBB Aptitude à l'écriture ¦(eau absorbée en .
¦ g/m2 en 1 minute) bavure Transpercement , Papier non traité 160 O O
Papier traité 32 5 5 .
Exemple 7 20Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
53,3 parties d'acrylate d'heptyle 14,3 " d'acétate de vinyle 31,0 " d'acide méthacrylique 1,4 " de N-méthylol acrylamide 100 parties On prépare un latex anionique A, à 21 % de matières sèches et de pH 2,7 , d'un copolymère ayant une valeur K de 81.
On imprègne le m8me papier qu'à l'exemple 1 dans un bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 8,9 et dont la composition est la suivante : `
4,3 g du latex A ci-dessus 25,2 g d'eau froide 10,0 g d'une solution aqueuse à 10 % de fécule oxydée ayant subi préalablement une cuisson de 20 minutes à 80C
g d'une solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exemple 2 : 0,5 g d'ammoniaque à 28 %
.
: 10 100 g.
Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 20 secondes à
110C.
On obtient ainsi, avec un bon rendement coloristique, un papier coloré en orangé avec un bon unisson, collé et parfai-tement apte à l'écriture.
On a également de bons résultats en rempla~cant dans le bain ci-dessus les 4,3 g de latex A par une quantité équivalente d'un latex B, à 21 % de matières sèches et de pH 2,6, d'un copo-lymère ayant une valeur K de 95; latex préparé par copolymérisa-tion en émulsion d'un mélange de monomères ayant la composition suivante :
45,2 parties d'acrylate de butyle 13,8 " d'acétate de vinyle 41,0 " d'acide méthacrylique 100 parties Les papier.s obtenus dans ces conditions ont les carac-téristiques suivantes :
. _ .. .
Test de COBB Aptitude à
l'écriture Papier (eau absorbée en .
bavure Transper g/m2 en 1 minute) cement ~ . . - .
Papier non traité 160 0 0 Papier traité avec latex A19 5 5 Papier traité avec latex B26 Exemple 8 10Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
53,3 parties d'acrylate de butyle 31,0 " d'acide méthacrylique 14,3 " d'acrylonitrile 1,4 " de N-méthylol acrylamide 100 parties on prépare un latex anionique, à 20 % de matières sèches et de pH
3,5 , d'un copolymère ayant une valeur K de 123.
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 2,7 et dont la composition est la suivante :
4,5 g du latex ci-dessus 34,55 g d'eau froide 0,45 g d'une solution aqueuse à 65 % d'un précondensat d'hexaméthylol mélamine triméthylé
60,0 g d'une solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exemple 2 0,5 g d'acide lactique en solution aqueuse à 80 %
100 g 30Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 3 minutes à 110C.
On obtient ainsi, avec un bon rendement coloristique, un papier coloré en orangé avec un bon unisson, collé, parfaite-ment apte à l'écriture et résistant aux solutions alcalines, com-me le prouvent les résultats obtenus aux test habituels.
Test de COBB Aptitude à l'écrltur~ Resis-(eau absorbée à la Papier soude en g/m2 en 1 bavure Transperce- de 10 %
(minu-minute) ment tes) . ___. . . _ .
Papier non traité 160 0 0 condes Papier traité 21 _ 120 mn En rempla,cant le condensat de mélamine ci-dessus par une quantité équivalente de diméthylol dihydroxyéthylène urée, on obtient des résultats identiques.
Exemple 9 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
42,4 parties d'acrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle 32,4 " d'acide méthacrylique 1,4 " de N-méthylol acrylamide 9,5 " de styrène 100 parties on prépare un late~ anionique, à 20 % de matières sèches et de pH
2,9, d'un copolymère ayant une valeur K de 93.
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 8,9 et dont la composition est la suivante :
-_ 23 -6 g du latex ci-dessus ; 33,5 g d'eau froide 60 g d'une solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exemple 2 0,5 g d'amminiaque à 28 %
100 g.
Après essorage avec un taux d'exprimage dlenviron 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 20 secondes à
l10C .
On obtient, avec un bon rendement coloristique, un pa-pier coloré en orangé, ayant un bon unisson, collé et parfaitement apte à l'écriture comme le prouvent les résultats suivants :
_ ._ , .................... . ._ Test de COBB Aptitude à l'écriture (eau absorbee apier en g/m2 en 1 bavure transpercement ... minute) _ Papier non tralté 160 0 0 Papier traité 30 5 5 ExemPle 10 Par copolymérisation en émulsion dlun mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
53,3 parties dlacrylate d'hexyle 14,3 " d'acétate de vinyle 31,0 ll d'acide méthacrylique ,4 " de N-méthylol acrylamide 100 parties on prépare un latex anionique, à 20 % de matières sèches et: de pH
2,8 , d'un copolymère ayant une valeur K de 81.
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain d'imprégnation dont le pH est 4,7 et dont la composition est la suivante :
4,5 g du latex ci-dessus 35,5 g d'eau froide g d'une solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exemple 2 100 g Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 20 secondes à
On obtient ainsi un papier coloré en orangé, collé et apte ~ l'écriture comme le montrent les résultats aux tests habituels :
- test COBB = 23 - bavure = 5 - transpercement = 5 Exemple 11 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
53,3 parties d'acrylate de butyle 205,0 " d'acide crotonique 26,0 " d'acide méthacrylique 14.3 " d'acétate de vinyle 1,4 " de N-méthylol acrylamide 100 parties on prépare un latex anionique C, à 20 % de matières sèches et de p~ 2,6 , d'un copolymère ayant une valeur K de 100.
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain d'imprégnation dont le pH est 7 et dont la composition est la suivante :
4,5 g du latex ci-dessus 32,1 g d'eau froide g d'une solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exemple 2 , 3,4 g d'une solution aqueuse à 10 % de triéthanolamine 100 g, ., Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ I10 %, le papier subit un traitement thermique pendant 20 secondes à
110C .
On obtient'ainsi un papier coloré en orangé, collé et ; apte à l'écriture. Les résultats aux tests sont les suivants :
- Test COBB : 22 ~bavure : S
Test écriture f ~transpercement : 5 On obtient les m~mes résultats en remplaçant dans le bain les 4,5 g de latex C ci-dessus par la même quantité d'un latex D, à 20 % de matières sèches et de pH 2,7 , d'un copolymère ,~ ayant une valeur K de 86, latex préparé par copolymérisation en . émulsion d'un mélange de monomères ayant la composition 6uivante :
, 53,3 parties d'acrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle '~ 1,0 " d'acide itaconique 30,0 " d'acide méthacrylique 1,4 " de ~-méthylol acrylamide 100 parties ' Exemple 12 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
53,3 parties de méthacrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle 31,0 " d'acide méthacrylique 1,4 " de N-méthylol acrylamide - 100 parties on prépare un latex anionique E, à 20 % de mati~res sèches et de pH 2,6, d'un copolymère ayant une valeur K de 92.
On imprègne le m8me papier qu'à l'exemple 1 dans un bain d'imprégnation dont le pH est de 12 et dont la composition est la suivante :
6 g du latex ci-dessus 30 g d'eau froide 60 g d'une solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exem-ple 2 4 g d'une solution aqueuse à 10 % de soude 100 g.
Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %,le papier subit un traitement thermique pendant 20 secondes à
On obtient ainsi un papier coloré en orangé, collé et apte à l'écriture.
~ es résultats aux tests du papier ainsi obtenu sont les suivants :
_ Test de COBB Aptitude à 1'écriture (eau absorbée Papier _ en g/m2 en 1 bavure Transpercement minute) .
. . . . ._. - _ _ Papier non traité 160 0 0 Papier traité avec .
latex E 26 4 5 . _ _ ._ Exe_p e 13 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
65,7 parties d'acrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle 20,0 parties d'acide acrylique 100 parties on prépare un latex anionique, à 20 % de matière,s sèches et de pH
2,4 , d'un copolymère ayant une valeur K de 113.
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain d'imprégnation dont le pH est 9,6 et dont la composition est la suivante :
9 g du latex ci-dessus 30 g d'eau froide 60 g de solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exemple 1 g d'ammoniaque à 28 %
100 g Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 20 secon-des à 110 C.
On obtient ainsi un papier coloré en orangé, collé et apte à l'écriture. Les résultats aux testS sont les suivants :
- Test de COBB : 44 Test écriture kavure : 4 ranspercement : 3 xemple 14 On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 7,5 et dont la composition est la suivante :
4,5 g du latex de l'exemple 10 30,32 g d'eau froide 60,0 g de solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exem-ple 2 0,18 g d'ammoniaque à 28 %
Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 20 secondes à
10110C.
On obtient ainsi un papier collé, blanchi optiquement avec un bon rendement et parfaitement apte à l'écriture, comme le montrent les résultats suivants :
I
¦ Test de COBB Aptitude à l'écriture ¦(eau absorbée en .
¦ g/m2 en 1 minute) bavure Transpercement , Papier non traité 160 O O
Papier traité 32 5 5 .
Exemple 7 20Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
53,3 parties d'acrylate d'heptyle 14,3 " d'acétate de vinyle 31,0 " d'acide méthacrylique 1,4 " de N-méthylol acrylamide 100 parties On prépare un latex anionique A, à 21 % de matières sèches et de pH 2,7 , d'un copolymère ayant une valeur K de 81.
On imprègne le m8me papier qu'à l'exemple 1 dans un bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 8,9 et dont la composition est la suivante : `
4,3 g du latex A ci-dessus 25,2 g d'eau froide 10,0 g d'une solution aqueuse à 10 % de fécule oxydée ayant subi préalablement une cuisson de 20 minutes à 80C
g d'une solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exemple 2 : 0,5 g d'ammoniaque à 28 %
.
: 10 100 g.
Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 20 secondes à
110C.
On obtient ainsi, avec un bon rendement coloristique, un papier coloré en orangé avec un bon unisson, collé et parfai-tement apte à l'écriture.
On a également de bons résultats en rempla~cant dans le bain ci-dessus les 4,3 g de latex A par une quantité équivalente d'un latex B, à 21 % de matières sèches et de pH 2,6, d'un copo-lymère ayant une valeur K de 95; latex préparé par copolymérisa-tion en émulsion d'un mélange de monomères ayant la composition suivante :
45,2 parties d'acrylate de butyle 13,8 " d'acétate de vinyle 41,0 " d'acide méthacrylique 100 parties Les papier.s obtenus dans ces conditions ont les carac-téristiques suivantes :
. _ .. .
Test de COBB Aptitude à
l'écriture Papier (eau absorbée en .
bavure Transper g/m2 en 1 minute) cement ~ . . - .
Papier non traité 160 0 0 Papier traité avec latex A19 5 5 Papier traité avec latex B26 Exemple 8 10Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
53,3 parties d'acrylate de butyle 31,0 " d'acide méthacrylique 14,3 " d'acrylonitrile 1,4 " de N-méthylol acrylamide 100 parties on prépare un latex anionique, à 20 % de matières sèches et de pH
3,5 , d'un copolymère ayant une valeur K de 123.
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 2,7 et dont la composition est la suivante :
4,5 g du latex ci-dessus 34,55 g d'eau froide 0,45 g d'une solution aqueuse à 65 % d'un précondensat d'hexaméthylol mélamine triméthylé
60,0 g d'une solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exemple 2 0,5 g d'acide lactique en solution aqueuse à 80 %
100 g 30Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 3 minutes à 110C.
On obtient ainsi, avec un bon rendement coloristique, un papier coloré en orangé avec un bon unisson, collé, parfaite-ment apte à l'écriture et résistant aux solutions alcalines, com-me le prouvent les résultats obtenus aux test habituels.
Test de COBB Aptitude à l'écrltur~ Resis-(eau absorbée à la Papier soude en g/m2 en 1 bavure Transperce- de 10 %
(minu-minute) ment tes) . ___. . . _ .
Papier non traité 160 0 0 condes Papier traité 21 _ 120 mn En rempla,cant le condensat de mélamine ci-dessus par une quantité équivalente de diméthylol dihydroxyéthylène urée, on obtient des résultats identiques.
Exemple 9 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
42,4 parties d'acrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle 32,4 " d'acide méthacrylique 1,4 " de N-méthylol acrylamide 9,5 " de styrène 100 parties on prépare un late~ anionique, à 20 % de matières sèches et de pH
2,9, d'un copolymère ayant une valeur K de 93.
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 8,9 et dont la composition est la suivante :
-_ 23 -6 g du latex ci-dessus ; 33,5 g d'eau froide 60 g d'une solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exemple 2 0,5 g d'amminiaque à 28 %
100 g.
Après essorage avec un taux d'exprimage dlenviron 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 20 secondes à
l10C .
On obtient, avec un bon rendement coloristique, un pa-pier coloré en orangé, ayant un bon unisson, collé et parfaitement apte à l'écriture comme le prouvent les résultats suivants :
_ ._ , .................... . ._ Test de COBB Aptitude à l'écriture (eau absorbee apier en g/m2 en 1 bavure transpercement ... minute) _ Papier non tralté 160 0 0 Papier traité 30 5 5 ExemPle 10 Par copolymérisation en émulsion dlun mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
53,3 parties dlacrylate d'hexyle 14,3 " d'acétate de vinyle 31,0 ll d'acide méthacrylique ,4 " de N-méthylol acrylamide 100 parties on prépare un latex anionique, à 20 % de matières sèches et: de pH
2,8 , d'un copolymère ayant une valeur K de 81.
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain d'imprégnation dont le pH est 4,7 et dont la composition est la suivante :
4,5 g du latex ci-dessus 35,5 g d'eau froide g d'une solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exemple 2 100 g Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 20 secondes à
On obtient ainsi un papier coloré en orangé, collé et apte ~ l'écriture comme le montrent les résultats aux tests habituels :
- test COBB = 23 - bavure = 5 - transpercement = 5 Exemple 11 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
53,3 parties d'acrylate de butyle 205,0 " d'acide crotonique 26,0 " d'acide méthacrylique 14.3 " d'acétate de vinyle 1,4 " de N-méthylol acrylamide 100 parties on prépare un latex anionique C, à 20 % de matières sèches et de p~ 2,6 , d'un copolymère ayant une valeur K de 100.
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain d'imprégnation dont le pH est 7 et dont la composition est la suivante :
4,5 g du latex ci-dessus 32,1 g d'eau froide g d'une solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exemple 2 , 3,4 g d'une solution aqueuse à 10 % de triéthanolamine 100 g, ., Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ I10 %, le papier subit un traitement thermique pendant 20 secondes à
110C .
On obtient'ainsi un papier coloré en orangé, collé et ; apte à l'écriture. Les résultats aux tests sont les suivants :
- Test COBB : 22 ~bavure : S
Test écriture f ~transpercement : 5 On obtient les m~mes résultats en remplaçant dans le bain les 4,5 g de latex C ci-dessus par la même quantité d'un latex D, à 20 % de matières sèches et de pH 2,7 , d'un copolymère ,~ ayant une valeur K de 86, latex préparé par copolymérisation en . émulsion d'un mélange de monomères ayant la composition 6uivante :
, 53,3 parties d'acrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle '~ 1,0 " d'acide itaconique 30,0 " d'acide méthacrylique 1,4 " de ~-méthylol acrylamide 100 parties ' Exemple 12 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
53,3 parties de méthacrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle 31,0 " d'acide méthacrylique 1,4 " de N-méthylol acrylamide - 100 parties on prépare un latex anionique E, à 20 % de mati~res sèches et de pH 2,6, d'un copolymère ayant une valeur K de 92.
On imprègne le m8me papier qu'à l'exemple 1 dans un bain d'imprégnation dont le pH est de 12 et dont la composition est la suivante :
6 g du latex ci-dessus 30 g d'eau froide 60 g d'une solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exem-ple 2 4 g d'une solution aqueuse à 10 % de soude 100 g.
Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %,le papier subit un traitement thermique pendant 20 secondes à
On obtient ainsi un papier coloré en orangé, collé et apte à l'écriture.
~ es résultats aux tests du papier ainsi obtenu sont les suivants :
_ Test de COBB Aptitude à 1'écriture (eau absorbée Papier _ en g/m2 en 1 bavure Transpercement minute) .
. . . . ._. - _ _ Papier non traité 160 0 0 Papier traité avec .
latex E 26 4 5 . _ _ ._ Exe_p e 13 Par copolymérisation en émulsion d'un mélange de mono-mères ayant la composition suivante :
65,7 parties d'acrylate de butyle 14,3 " d'acétate de vinyle 20,0 parties d'acide acrylique 100 parties on prépare un latex anionique, à 20 % de matière,s sèches et de pH
2,4 , d'un copolymère ayant une valeur K de 113.
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain d'imprégnation dont le pH est 9,6 et dont la composition est la suivante :
9 g du latex ci-dessus 30 g d'eau froide 60 g de solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exemple 1 g d'ammoniaque à 28 %
100 g Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 20 secon-des à 110 C.
On obtient ainsi un papier coloré en orangé, collé et apte à l'écriture. Les résultats aux testS sont les suivants :
- Test de COBB : 44 Test écriture kavure : 4 ranspercement : 3 xemple 14 On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain de collage pour presse encolleuse, dont le pH est 7,5 et dont la composition est la suivante :
4,5 g du latex de l'exemple 10 30,32 g d'eau froide 60,0 g de solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exem-ple 2 0,18 g d'ammoniaque à 28 %
5,0 g de carbonate de calcium précipité
100 g "- 106Z83Z
Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 3 minutes à 110 C.
On obtient ainsi un "papier chargé", coloré en orangé, collé et apte à l'écriture. Les résultats aux tests sont les suivants :
Test CoBs = 27 Test écriture ~avure = 5 ranspercement = S
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain de collage pour machine encolleuse, dont le pH est 6,0 et dont la composition est la suivante :
4,5 g du latex de l'exemple 10 34,5 g d'eau froide 60,0 g de solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exem-ple 2 (cette solution est ajoutée après avoir ramené le pH à 6,2 par addition d'ammoniaque) 1,0 g de kaolin 100 g Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 3 minutes à 110 C.
On obtient ainsi un "papier chargé" coloré en orangé, collé et apte à l'écriture. Les résultats aux tests sont les suivants :
: - - test COBB : 27 test écriture rbavure : 5 ~transpercement : 5
100 g "- 106Z83Z
Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 3 minutes à 110 C.
On obtient ainsi un "papier chargé", coloré en orangé, collé et apte à l'écriture. Les résultats aux tests sont les suivants :
Test CoBs = 27 Test écriture ~avure = 5 ranspercement = S
On imprègne le même papier qu'à l'exemple 1 dans un bain de collage pour machine encolleuse, dont le pH est 6,0 et dont la composition est la suivante :
4,5 g du latex de l'exemple 10 34,5 g d'eau froide 60,0 g de solution aqueuse à 1 % du colorant de l'exem-ple 2 (cette solution est ajoutée après avoir ramené le pH à 6,2 par addition d'ammoniaque) 1,0 g de kaolin 100 g Après essorage avec un taux d'exprimage d'environ 110 %, le papier subit un traitement thermique pendant 3 minutes à 110 C.
On obtient ainsi un "papier chargé" coloré en orangé, collé et apte à l'écriture. Les résultats aux tests sont les suivants :
: - - test COBB : 27 test écriture rbavure : 5 ~transpercement : 5
Claims (24)
1. Procédé pour coller superficiellement les papiers et cartons, caractérisé en ce qu'on imprègne ces matières dans un bain, dont le pH est compris entre 2 et 12, contenant comme agent de collage un ou plusieurs latex à caractère anionique d'un ou de copolymères dont la température de transition vitreuse est comprise entre -40°C et + 120°C, et dont la valeur K est comprise entre 55 et 130, ces copolymères contenant sous forme interpolymérisée:
a) 35 à 80 % en poids d'un ou plusieurs esters d'acide acrylique et/ou méthacrylique avec un alcool contenant 1 à 18 atomes de carbone, et/ou d'esters vinyliques d'acides carboxyliques comportant 1 à 18 atomes de carbone.
b) 20 à 50 % en poids d'acide acrylique, méthacrylique, crotoni-que, ou itaconique, ou de leur mélange.
c) 0 à 20 % en poids d'un ou plusieurs monomères possédant une liaison éthylénique et des groupes polaires ou possédant plusieurs liaisons éthyléniques.
d) 0 à 30 % en poids d'hydrocarbures, halogénés ou non, compor-tant une ou plusieurs doubles liaisons et 2 à 18 atomes de carbone.
les dits latex ayant un taux de matières sèches compris entre 20 et 50 %, un pH compris entre 2 et 7, et ayant la propriété
d'épaissir par alcalinisation.
a) 35 à 80 % en poids d'un ou plusieurs esters d'acide acrylique et/ou méthacrylique avec un alcool contenant 1 à 18 atomes de carbone, et/ou d'esters vinyliques d'acides carboxyliques comportant 1 à 18 atomes de carbone.
b) 20 à 50 % en poids d'acide acrylique, méthacrylique, crotoni-que, ou itaconique, ou de leur mélange.
c) 0 à 20 % en poids d'un ou plusieurs monomères possédant une liaison éthylénique et des groupes polaires ou possédant plusieurs liaisons éthyléniques.
d) 0 à 30 % en poids d'hydrocarbures, halogénés ou non, compor-tant une ou plusieurs doubles liaisons et 2 à 18 atomes de carbone.
les dits latex ayant un taux de matières sèches compris entre 20 et 50 %, un pH compris entre 2 et 7, et ayant la propriété
d'épaissir par alcalinisation.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le taux de matières sèches est compris entre 25 et 40 %, le pH
des dits latex est compris entre 2,5 et 5,5, et la température de transition vitreuse du ou des copolymères est comprise entre 0 et 100°C.
des dits latex est compris entre 2,5 et 5,5, et la température de transition vitreuse du ou des copolymères est comprise entre 0 et 100°C.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les esters d'acide acrylique ou méthacrylique sont choisis dans le groupe constitué par les acrylates de méthyle, d'éthyle, de butyle, d'isobutyle, d'hexyle, de benzyle, de monoalkyléthers d'éthylène ou propylène glycol, de [N-méthyl, N-perfluoro-octyl-2 éthylsulfonyl] amino-2 éthyle, les méthacrylates de méthyle, de butyle, de lauryle, de stéaryle, de cyclohexyle, de trifluoro-éthyl, le monométhacrylate de polypropylène glycol.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les esters vinyliques sont choisis dans le groupe constitué par l'acétate de vinyle, le propionate de vinyle, le butyrate et d'i-sobutyrate de vinyle, l'octanoate de vinyle, le laurate de vinyle, le stéarate de vinyle, le benzoate de vinyle et les esters vinyliques des acides versatiques.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les composés copolymérisables à liaison éthylénique possédant des groupes polaires, sont choisis dans le groupe monomère éthyléni-ques possédant des groupes OH, NH2, NH-alkyl, COOH, COOMe (où Me =
métal), SO3H, SO3Me, CN, , et CHO.
métal), SO3H, SO3Me, CN, , et CHO.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les composés copolymérisables sont choisis dans le groupe consti-tué par le monoacrylate d'éthylène glycol, le monométhacrylate de propylène glycol, l'allylaxyéthanol, l'isobutènediol, l'alcool allylique, l'allylglycolate, l'acrylamide et méthacrylamide, le N-(hydroxyméthyl) acrylamide, le N-isopropyl acrylamide, le diacé-tone acrylamide, le bêta amino crotonate d'éthyle, le méthacrylate de diméthylaminoéthyle, l'allylamine, les vinyl pyridine, les acides sénécioïque, vinyl sulfonique, styrène p.sulfonique et leurs sels alcalins, l'anhydride citraconique, l'acrylate et mé-thacrylate de sodium, l'acrylonitrile, le méthacrylonitrile, l'amino-3 crotononitrile, le chloro-2 acrylonitrile, le méthylène glutaronitrile, le cyanoacrylate d'isopropyle, l'acrylate de cyano-2 éthyle, les acrylates et méthacrylates de glycidyle, l'allylglycidyléther, le chlorure d'acryloyle, la méthylvinylcé-tone, la N-vinylpyrolidone, le N-vinyl carbazole, l'acroléïne.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les monomères possédant plusieurs liaisons éthyléniques, sont choisis dans le groupe constitué par l'acrylate et le méthacryla-te d'allyle, le tétraallyloxy-éthane, les diacrylates ou dimé-thacrylates d'éthylène glycol et de propylène glycol, le séné-cioate de vinyle, le triacryloyl-1,3,5 hexahydro s.triazine, le vinyl-2 diamino-4,6 triazine-1,3,5 , le glyoxal-bis-acrylamide, le triacrylate de triméthylol propane, le tétra acrylate de pen-taérythritol, le diacrylate de polyéthylène glycol, le dimétha-crylate de butanediol 1,4, le carbonate de divinyle, le triallyl-éther de pentaérythritol, le divinyl carbinol.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les hydrocarbures, halogénés ou non, comportant une ou plusieurs doubles liaisons, sont choisis dans le groupe constitué par le chlorure de vinyle, le chlorure de vinylidène, le styrène, le vinyl toluène, le chloro-3 isobutène, le bromure d'allyle, l'éthyl-ène, le propylène, l'isobutylène, le diisobutylène, l'isoprène, le butadiène, les chlorobutadiènes, le divinylbenzène.
9. Procédé pour coller et colorer simultanément les papiers, et cartons, caractérisé en ce qu'on imprègne ces matières dans un bain tel que défini à la revendication 1 et contenant en outre un ou plusieurs colorants, pigments ou agents de blanchiment optique.
10. Procédé pour coller et charger simultanément les papiers et cartons, caractérisé en ce qu'on imprègne ces matières dans un bain tel que défini dans la revendication 1 et contenant en outre des produits jouant le rôle de charge.
11. Bains de collage pour papier et carton, caractérisés en ce que le pH est compris entre 2 et 12 et en ce qu'ils con-tiennent comme agent de collage un ou plusieurs latex à carac-tère anionique tels que définis à la revendication 1.
12. Bains de collage, conformes à ceux de la revendication 11, contenant comme agent de collage un latex d'un copolymère d'ester acrylique, d'acétate de vinyle, d'acide méthacrylique et de N-méthylol acrylamide.
13. Bains de collage, conformes à ceux de la revendication 11, contenant comme agent de collage un latex d'un copolymère d'ester acrylique d'acétate de vinyle et d'acide méthacrylique.
14. Bains de collage, conformes à ceux de la revendication 11, contenant comme agent de collage un latex d'un copolymère d'ester acrylique, d'acide méthacrylique, d'acrylonitrile et de N-méthylol acrylamide.
15. Bains de collage, conformes à ceux de la revendication 12, contenant comme agent de collage un latex d'un copolymère d'acrylate de butyle, d'acétate de vinyle, d'acide méthacrylique et de N-méthylol acrylamide.
16. Bains de collage conformes à ceux de chacune des revendications 11 à 13, contenant en outre des agents acides ou alcalins, des condensats à action réticulante et des catalyseurs.
17. Bains de collage, conformes à ceux de la revendication 11,contenant en outre un ou plusieurs colorants ou agents de blandhiment optique.
18. Bains de collage, conformes à ceux de la revendication 17, dans lesquels le ou les colorants sont des colorants acides, directs ou basiques, ou des colorants pigmentaires.
19. Bains de collage, conformes à ceux de la revendication 11, contenant en outre des charges.
20, Bains de collage, conformes à ceux de la revendication 11, contenant 0,1 à 2%, d'un ou de copolymères tels que définis à la revendication 1.
21. Bains de collage, conformes à ceux de la revendication 11, contenant 0,5 à 1% d'un ou de copolymères tels que définis la revendication 1.
22. Papiers et cartons collés suivant le procédé de la revendication 1.
23. Papiers et cartons collés et colorés simultanément suivant le procédé de la revendication 9.
24. Papiers et cartons collés et chargés simultanément ou collés, colorés et chargés simultanément suivant le procédé
de la revendication 10.
de la revendication 10.
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