CA3132084A1 - Augmentation de la resistance du papier par traitement de surface - Google Patents

Augmentation de la resistance du papier par traitement de surface Download PDF

Info

Publication number
CA3132084A1
CA3132084A1 CA3132084A CA3132084A CA3132084A1 CA 3132084 A1 CA3132084 A1 CA 3132084A1 CA 3132084 A CA3132084 A CA 3132084A CA 3132084 A CA3132084 A CA 3132084A CA 3132084 A1 CA3132084 A1 CA 3132084A1
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
water
salts
polymer
paper
chosen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CA3132084A
Other languages
English (en)
Inventor
Gatien Faucher
Damien FOUGEROUSE
Rene Hund
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SPCM SA
Original Assignee
SPCM SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SPCM SA filed Critical SPCM SA
Publication of CA3132084A1 publication Critical patent/CA3132084A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24Polysaccharides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/10Coatings without pigments
    • D21H19/12Coatings without pigments applied as a solution using water as the only solvent, e.g. in the presence of acid or alkaline compounds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/37Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/37Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
    • D21H17/375Poly(meth)acrylamide
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/42Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups anionic
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63Inorganic compounds
    • D21H17/66Salts, e.g. alums
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/71Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/71Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes
    • D21H17/72Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes of organic material
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/71Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes
    • D21H17/74Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes of organic and inorganic material
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/18Reinforcing agents
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/18Reinforcing agents
    • D21H21/20Wet strength agents
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22Addition to the formed paper
    • D21H23/32Addition to the formed paper by contacting paper with an excess of material, e.g. from a reservoir or in a manner necessitating removal of applied excess material from the paper
    • D21H23/34Knife or blade type coaters
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22Addition to the formed paper
    • D21H23/46Pouring or allowing the fluid to flow in a continuous stream on to the surface, the entire stream being carried away by the paper
    • D21H23/48Curtain coaters
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22Addition to the formed paper
    • D21H23/52Addition to the formed paper by contacting paper with a device carrying the material
    • D21H23/56Rolls
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H5/00Special paper or cardboard not otherwise provided for
    • D21H5/0005Processes or apparatus specially adapted for applying liquids or other fluent materials to finished paper or board, e.g. impregnating, coating
    • D21H5/0047Processes or apparatus specially adapted for applying liquids or other fluent materials to finished paper or board, e.g. impregnating, coating by spraying or projecting

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Ce procédé de traitement de la surface du papier, et/ou au moins une de ses couches, comprend les étapes successives suivantes : i) Fournir une suspension aqueuse S de polysaccharide, ii) Fournir une dispersion aqueuse D comprenant (a) des particules d'au moins un polymère hydrogonflable anionique P et (b) au moins un composé choisi parmi un sel minéral, un sel organique, un polymère organique dispersant et leurs mélanges, iii) Mélanger la suspension S et de la dispersion D, pour obtenir un mélange M, iv) Appliquer le mélange M en surface du papier, et/ou de ses couches.

Description

AUGMENTATION DE LA RESISTANCE DU PAPIER PAR TRAITEMENT DE SURFACE
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne un procédé de traitement de surface du papier pour améliorer sa résistance mécanique.
ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE
Dans le cas de papiers et/ou cartons obtenus en superposant les couches de papier, il est important d'avoir une force adhésive entre les couches pour améliorer la cohésion du papier dans son épaisseur. Autrefois, des amidons tels que l'amidon de maïs, l'amidon de blé, l'amidon de pomme de terre ou les amidons modifiés chimiquement étaient utilisés en tant qu'agents renforçant la liaison des couches. La pratique était de déposer/pulvériser la suspension d'amidon sur le papier humide, puis de favoriser la gélatinisation de l'amidon pendant le processus de séchage pour améliorer la force adhésive.
Une baisse des performances mécaniques du papier est toutefois observée lorsque le profil de sécherie est trop violent car cela engendre une élimination rapide de l'eau du slurry d'amidon déposé en surface du papier.
En effet, les grains d'amidon ont besoin de haute température, d'eau et de temps pour << éclater/exploser et donc pour que l'amidon gélatinise. C'est l'amidon gélatinisé qui apporte les propriétés mécaniques. Si l'eau du slurry déposé en surface est éliminée trop rapidement par un profil de sécherie trop violent, ou par une absorption d'eau au sein du papier trop rapide, les grains sèchent en l'état, sans gélatiniser, donc sans apporter de performances.
Plus récemment, un agent de résistance à sec de type polyacrylamide (PAM) a été utilisé
en combinaison avec l'amidon. Grâce aux macromolécules synthétiques de type PAM, il devint possible de minimiser les problèmes liés à l'utilisation d'une solution aqueuse d'amidon, comme par exemple l'augmentation de la DCO (Demande Chimique en Oxygène), la formation de moisissures / bactéries provenant des substances naturelles
2 telles que l'amidon, la maintenance lourde et nécessaire des buses de spray.
Cela limitait également les pertes d'amidon au sein du papier ainsi que dans le circuit d'eau.
Néanmoins, jusqu'à maintenant, tous les agents de résistance à sec testés en combinaison avec l'amidon étaient des polymères hydrosolubles.
EXPOSE DE L'INVENTION
La Demanderesse a découvert de manière surprenante qu'en appliquant en surface du papier et/ou d'au moins une de ses couches un mélange d'un polysaccharide et d'une dispersion aqueuse comprenant (a) des particules d'au moins un polymère hydrogonflable anionique et (b) au moins un composé choisi parmi un sel minéral, un sel organique, un polymère organique dispersant et leurs mélanges, les propriétés mécaniques de délamination sont plus élevées. Sans être lié à une quelconque théorie, il semble que la capacité de rétention d'eau du polymère hydrogonflable confère aux grains d'amidon une atmosphère humide plus résiliente aux conditions de sécherie drastiques, améliorant la gélatinisation de l'amidon.
L'invention concerne donc un procédé de traitement de la surface du papier, et/ou d'au moins une de ses couches, comprenant les étapes successives suivantes :
i) Fournir une suspension aqueuse S de polysaccharide, ii) Fournir d'une dispersion aqueuse D comprenant (a) des particules d'au moins un polymère hydrogonflable anionique P et (b) au moins un composé choisi parmi un sel minéral, un sel organique, un polymère organique dispersant et leurs mélanges, iii) Mélanger la suspension S et la dispersion D pour obtenir un mélange M, iv) Appliquer le mélange M en surface du papier, et/ou d'au moins une de ses couches.
Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre sur du papier humide ou sec, de préférence humide. Dans le cadre de l'invention, on entend par papier humide le papier issu du processus de fabrication avant passage en sécherie.
Avantageusement la suspension aqueuse S, contient entre 0,5 et 30% massique de polysaccharide dans l'eau, et encore plus avantageusement entre 5 et 20 (3/0 massique.
Préférentiellement le polysaccaride est choisi parmi l'amidon natif, l'amylose, l'amylopectine, la cellulose et les composés dérivés de la cellulose, les amidons modifiés tels que les amidons traités par voie enzymatique, les amidons hydrolysés, les amidons chauffés, les amidons cationiques, tels que ceux résultant de la réaction d'un amidon avec
3 une amine tertiaire pour former un sel d'ammonium quaternaire, les amidons anioniques, les amidons amphotères; et toute combinaison de ceux-ci.
De préférence, le polysaccharide est l'amidon natif. L'amidon natif est le produit de l'extraction de l'amidon sans modification ultérieure.
Le polymère hydrogonflable P, utilisé dans l'étape ii) du procédé de l'invention est également connu comme polymère super-absorbant. Généralement, il a une capacité
d'absorption d'eau supérieure à 10 fois son volume. De manière particulièrement io avantageuse pour le procédé selon l'invention, au sein de la dispersion, le polymère hydrogonflable n'est pas ou peu hydrogonflé. Peu hydrogonflé signifie qu'il garde une capacité d'absorption d'eau supérieure à 10 fois son volume.
Le polymère hydrogonflable P utilisé dans l'étape ii) du procédé de l'invention est anionique, ce qui signifie que sa charge résultante est négative. Ce polymère peut être préparé à partir de différents monomères hydrosolubles, en particulier à
partir d'au moins un monomère hydrosoluble comprenant au moins une double liaison éthylénique.
Il peut ainsi être préparé à partir d'au moins un monomère anionique, à partir d'au moins un monomère non ionique, à partir d'au moins un monomère cationique ou encore à
partir d'au moins un monomère zwitterionique, seuls ou en mélange. De façon générale, les polymères hydrogonflables P utilisés dans le procédé de l'invention sont obtenus par réticulation et forment donc des réseaux tridimensionnels.
Comme exemples de monomères anioniques, on utilise avantageusement au moins un monomère choisi parmi :
- les monomères comprenant au moins une fonction carboxylique, par exemple acide acrylique, acide méthacrylique, acide itaconique et leurs sels ;
- les monomères comprenant au moins une fonction acide sulfonique, par exemple l'acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (AMPS), l'acide allyl sulfonique et, l'acide methallyl sulfonique et leurs sels.
Comme exemples de monomères non ioniques, on utilise avantageusement au moins un monomère choisi parmi :
- l'acrylamide et ses dérivés, notamment les N-alkylacrylamides, par exemple le Nisopropylacrylamide, le N-tert-butylacrylamide ; les N,N-dialkylacrylamides, par exemple le N,N-diméthylacrylamide et le N-méthylolacrylamide;
4 - le méthacrylamide et ses dérivés, notamment les N-alkylméthacrylamides, par exemple le N-isopropylméthacrylamide, le N-tert-butylméthacrylamide ; les N,Ndialkylméthacrylamides, par exemple le NN-diméthylméthacrylamide et le N-méthylolméthacrylamide ;
- la vinylformamide, la N-vinylpyridine, la N-vinylpyrrolidone, les hydroxyalkylacrylates, les hydroxyalkyl méthacrylates, les acrylates portant des chaînes alkoxy; les méthacrylates portant des chaînes alkoxy.
Comme exemples de monomères cationiques, on utilise avantageusement au moins un monomère choisi parmi :
- les sels de diallyldialkyl ammonium, par exemple le chlorure de diallyl dimethyl ammonium (DADMAC) ;
- les acrylates de dialkylaminoalkyle, les méthacrylates de dialkylaminoalkyle, en particulier l'acrylate de dialkylaminoalkyle de dialkylaminoéthyle (ADAME) et le méthacrylate de dialkylaminoéthyle (MADAME), ainsi que leurs formes acidifiées ou quaternisées, par exemple le chlorure de [2-(acryloyloxy)ethyl]triméthylammonium ; les dialkyl-aminoalkylacrylamides, les dialkyl-methacrylamides, ainsi que leurs formes acidifiées ou quaternisées, par exemple le chlorure d'acrylamido-propyl triméthyl ammonium.
Comme exemples de monomères zwitterioniques, on utilise avantageusement au moins un monomère choisi parmi :
- les monomères sulfobétaînes comme le sulfopropyl diméthylammonium éthyl méthacrylate, le sulfopropyl diméthylammonium propylméthacrylamide, le sulfopropyl 2-vinylpyridinium ;
- les monomères phosphobétaînes, comme le phosphato éthyl triméthylammonium éthyl méthacrylate les monomères carboxybétaines.
De manière avantageuse à l'étape ii) du procédé de l'invention, le polymère hydrogonflable P peut être un copolymère préparé à partir des monomères précédemment décrits ou à partir des monomères précédemment décrits et d'au moins un autre monomère choisi parmi les monomères hydrophobes, par exemple le styrène, les alkyl-acrylates, les alkyl-méthacrylates, les aryl-acrylates, les aryl-méthacrylates, les dérivés hydrophobes d'acrylamide; les monomères amphiphiles, par exemple le méthacrylate de dodécyl poly(oxyéthylène), le méthacrylate de béhényl poly(oxyéthylène);
ou à partir de polymères naturels tels que par exemples, les dérivés cellulosiques, les polysaccharides, les argiles, par exemple ces polymères naturels peuvent être greffés sur les polymères hydrogonflables de l'invention pour former une autre famille de polymères hydrogonflables selon l'invention.
5 Avantageusement, le polymère hydrogonflable P est un copolymère d'au moins un monomère non-ionique et d'au moins un monomère anionique. Préférentiellement, le polymère hydrogonflable anionique P est issu d'au moins 1 mol% d'au moins un monomère anionique hydrosoluble comprenant une double liaison éthylénique et au moins une fonction acide carboxylique ou sulfonique et d'au moins 5 mol (3/0 d'au moins un monomère non ionique choisi parmi l'acrylamide, le méthacrylamide et leurs dérivés, la vinylformamide et la N-vinylpyrrolidone.
Préférentiellement, le polymère hydrogonflable P contient entre 1 et 40 mol (3/0 d'au moins un monomère anionique hydrosoluble comprenant une double liaison éthylénique et au moins une fonction acide carboxylique ou sulfonique et entre 60 et 99 mol%
d'au moins un monomère non ionique choisi parmi l'acrylamide, le méthacrylamide et leurs dérivés, la vinylformamide et la N-vinylpyrrolidone.
Selon un mode de réalisation préféré, le monomère anionique hydrosoluble est choisi parmi l'acide acrylique, l'acide méthacrylique et leurs sels, l'acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique et ses sels, l'acide itaconique et ses sels, l'acide allyl sulfonique et ses sels, l'acide methallyl sulfonique et ses sels.
De manière encore plus préférentielle, le polymère anionique hydrogonflable P
est un copolymère d'acrylamide et d'acrylate de sodium.
Selon un mode de réalisation préféré, pour le procédé de l'invention, la dispersion aqueuse D comprend de 5 à 60% en poids sec, et encore plus préférentiellement de 15 à
(3/0 en poids sec, de polymère hydrogonflable P.
Pour le procédé selon l'invention, les particules de polymère hydrogonflable P
ont de façon avantageuse un diamètre permettant leur dispersion. De préférence, les particules présentent un diamètre moyen allant de 0,1 et 1 000 pm, plus préférentiellement allant de 0,1 et 200 pm, encore plus préférentiellement allant de 0,1 et 20 pm. Le diamètre moyen des particules peut être déterminé par toute méthode connue de l'homme du métier, par exemple par microscopie binoculaire.
6 Outre le polymère hydrogonflable P, la dispersion aqueuse D comprend un composé (b) qui a une fonction d'agent d'équilibrage. Il s'agit d'un composé hydrosoluble ou miscible à
l'eau. Au sein de la dispersion selon l'invention, il permet d'inhiber totalement ou partiellement la capacité d'hydrogonflage du polymère P. Ainsi, au sein de cette dispersion aqueuse, en présence de ce composé (b), le polymère hydrogonflable (P) est présent sous forme de particules et n'est pas ou peu à l'état hydrogonflé.
De manière préférée, la dispersion aqueuse comprend au moins un composé (b) choisi 113 parmi :
- les sels minéraux ou organiques comprenant au moins un anion choisi parmi les sulfates, les dihydrogénophosphates, les phosphates, les halogénures ;
- les sels minéraux ou organiques comprenant au moins un cation choisi parmi le sodium, le potassium, l'ammonium, le magnésium, le calcium, l'aluminium ;
- les mélanges d'au moins deux de ces sels ;
- les polymères organiques dispersants choisis parmi les polymères ou les copolymères à base d'acide acrylique, d'acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique et leurs sels et d'acrylamide de poids moléculaire allant de 1000 à

000 g.m01-1.
De manière préférée, la dispersion D comprend, comme composé (b), de 8 à 27 (3/0 en masse de sel minéral ou de sel organique et de 5 à 20 (3/0 en masse sèche de polymère organique dispersant.
Selon l'invention, la dispersion D peut également comprendre au moins un additif choisi parmi les alcools polyfonctionnels, par exemple le glycérol, les polyalkylèneglycols tels que le polyéthylèneglycol et le polypropylèneglycol. Avantageusement, l'additif est présent en une quantité en masse de dispersion allant de 0,001 à 20 (3/0 en poids, préférentiellement de 0,5 à 10%
Le mélange M de la suspension S et de la dispersion D, est effectué
avantageusement sous agitation par ajout de la dispersion D dans la suspension S, de manière à
ce que la concentration du polymère P dans M soit comprise entre 0,001 à 10% en masse sèche.
Pour l'étape iv) du procédé de l'invention, l'application du mélange M (S + D) en surface du papier et/ou d'au moins une de ses couches, aussi appelée enduction du papier, peut
7 PCT/EP2020/056774 être effectuée par tout moyen d'enduction. Préférentiellement, ce moyen d'enduction est une coucheuse ou une barre de spray. Il existe plusieurs types de coucheuses ( size press >) dont les coucheuses à rouleaux, les coucheuses à lame, les coucheuses à barre rotative, les coucheuses rideau et les coucheuses sous vide.
Enfin selon une dernière préférence, l'étape iv) du procédé de l'invention qui consiste à
appliquer le mélange M, se fait à une température comprise entre 10 et 100 C
et encore plus préférentiellement entre 30 C et 100 C.
Le mélange M permet avantageusement d'améliorer la résistance mécanique du papier.
Ainsi, de préférence, la présente invention concerne un procédé d'amélioration de la résistance mécanique du papier comprenant l'application à la surface du papier et/ou d'au moins une de ses couches du mélange M selon l'invention.
La présente invention concerne également l'utilisation d'un polymère hydrogonflable P
selon l'invention pour le traitement du papier, notamment l'utilisation d'un polymère hydrogonflable P en combinaison avec un polysaccharide, pour le traitement du papier, notamment pour améliorer la résistance mécanique du papier.
La présente invention concerne également l'utilisation du mélange M pour le traitement du papier, notamment pour améliorer la résistance mécanique du papier.
L'invention et les avantages qui en résultent ressortiront bien des exemples de réalisation suivants.
EXEMPLES
Formation des feuilles avec dépose sous forme de spray sur feuille humide :
Les formettes de papier sont réalisées avec une formette dynamique automatique. Tout d'abord, la pâte à papier est préparée en désintégrant, pendant 25 minutes, 90 grammes de fibres de carton recyclé dans 2 litres d'eau chaude (pâte à pH neutre composée de 100% de fibres recyclées). La pâte ainsi obtenue est ensuite diluée dans l'eau jusqu'à un volume de 6 litres. Une fois la consistance mesurée précisément, la quantité
nécessaire de cette pâte est prélevée de manière à obtenir finalement une feuille avec un grammage de 90 g/m2.
8 La pâte est alors introduite dans le cuvier de la formette dynamique, diluée jusqu'à une consistance de 0.5% et agitée modérément avec un agitateur mécanique afin d'homogénéiser la suspension aqueuse.
Un buvard et la toile de formation sont placés dans le bol de la formette dynamique avant de démarrer la rotation du bol à 1000 tours par minute et de construire le mur d'eau. La feuille est alors réalisée par 23 aller-retours de la buse projetant la pâte dans le mur d'eau. Une fois que l'eau est drainée et que la séquence automatique est terminée, la toile de formation, avec le réseau de fibres formé, est retirée du bol de la formette dynamique et placée sur une table. Un buvard sec est déposé du côté du matelas de fibres humides et est pressé une fois avec un rouleau. L'ensemble est retourné
et la toile est délicatement séparée du matelas fibreux. Un second buvard sec est déposé
avant de retourner l'ensemble et de retirer le premier buvard gorgé d'eau.
On applique ensuite sous forme de spray (pistolet, barre, nébuliseur, ...) une suspension aqueuse d'amidon natif non cuit, additivé ou non de polymère selon l'invention, de manière à déposer uniformément une quantité sèche de l'ordre de 1 g/m2.
La feuille humide est ensuite repliée en deux sur la face traitée, pressée entre deux rouleaux sous 4 bars de pression, puis après avoir renouvelé le buvard, séchée sur un sécheur tendu pendant 10 minutes à 117 C. Le buvard est ensuite retiré et la feuille ainsi formée est conditionnée pendant 12 heures minimum dans une pièce à humidité et température contrôlées (50% d'humidité relative et 23 C de température).
Les propriétés de résistance à sec des différentes feuilles obtenues par cette procédure sont évaluées.
Dépose avec barre filetée sur feuille sèche :
On utilise du carton plat industriel sur lequel on dépose à l'aide d'une barre filetée une suspension aqueuse S d'amidon natif non cuit additivée ou non de dispersion D
de polymère (La suspension S additivée correspond au mélange M). Cette feuille est ensuite repliée en deux sur la face traitée, placée dans un buvard, pressée entre deux rouleaux sous 4 bars de pression, puis séchée sur un sécheur tendu pendant 10 minutes à
117 C.
Le buvard est ensuite retiré et la feuille ainsi formée est conditionnée pendant 12 heures minimum dans une pièce à humidité et température contrôlées (50% d'humidité
relative et 23 C de température).
Les propriétés de résistance à sec des différentes feuilles obtenues par cette procédure sont évaluées.
L'équipement utilisé pour la dépose sur feuille sèche est une coucheuse de laboratoire de type Multicoater K 303 de RK Print Coat Instruments.
9 Tests de résistance à sec :
L'éclatement est mesuré avec un éclatomètre Messmer Buchel M 405 (moyenne sur valeurs), selon la norme TAPPI T403 0m-02. Le résultat est exprimé en kPa. On détermine l'indice d'éclatement (Burst Index), exprimé en kPa.m2/g, en divisant cette valeur par le grammage de la feuille.
Le test de cohésion interne est réalisé avec un appareil de type Scott Bond (moyenne sur 5 valeurs) selon la procédure TAPPI T569 pm-00. Le résultat est exprimé en ft.lbs/in2.
Compositions mise en oeuvre dans les exemples qui suivent :
[Tableau 1]
Composition Description E (Exemple) Dispersion aqueuse contenant 20% massique d'un polymère hydrogonflable P1 d'acrylamide et d'acrylate de sodium réticulé, de granulométrie inférieure à 50 m. Cette dispersion aqueuse contient un total de 43% massique de matière sèche, dont notamment le polymère hydrogonflable, du sulfate d'ammonium et des polymères dispersants.
C (Contre exemple) Dispersion aqueuse contenant 20% massique d'un polymère hydrosoluble P2 d'acrylamide et d'acrylate de sodium, de granulométrie inférieure à 50 m. Cette dispersion aqueuse contient un total de 43% massique de matière sèche, dont notamment le polymère hydrosoluble, du sulfate d'ammonium et des polymères dispersants.
Différentiation compositions E et C : Les compositions sont diluées_à 5 g/L
dans de l'eau déionisée. Pour la composition E, on obtient une suspension turbide qu'on laisse décanter dans un tube jusqu'à obtenir un dépôt opalescent au fond du tube et un surnageant limpide. Le dépôt opalescent représente l'accumulation des particules de polymère hydrogonflable Pl.
Pour la composition C, la dilution à 5 g/L conduit directement à une solution limpide et visqueuse. Le polymère P2 est complètement dissous.

Dépose à la coucheuse de laboratoire sur feuille sèche :
On utilise un carton plat industriel de 110 g/m2 dont les performances mécaniques 5 correspondent à l'essai blanc lorsqu'il n'est pas traité.
Comme essai de référence, on dépose sur celui-ci, grâce à la coucheuse de laboratoire (barre filetée n 3), un lait d'amidon de blé natif à 18% de matière sèche.
On reproduit cette dernière opération, toutes choses étant égales par ailleurs, en préparant au préalable à la dépose, les mélanges lait d'amidon de blé natif/
dispersion de io polymère de manière à substituer 5% de la matière sèche de l'amidon par la même quantité en matière sèche de polymère P1 ou P2 (par ajout des quantités respectives requises des compositions E et C).
[Tableau 2]
Cohésion interne % d'Amélioration de Indice d'éclatement (ft.lbs/in2) l'éclatement! Blanc Blanc NA 1,82 NA
Amidon (100%) 30 2,13 17,0 Amidon/P2 (95/5) 105 2,37 29,9 Amidon/P1 (95/5) 140 2,59 41,9 Le fait d'additiver de l'amidon natif avec des polymères synthétiques apporte un gain indéniable en termes de performances de résistances mécaniques du papier, ici la résistance à la délamination (cohésion interne), ainsi que la résistance à
l'éclatement.
Mais surtout, on observe clairement ici l'intérêt tout particulier à
l'utilisation du polymère hydrogonflable P1 en lieu et place du polymère hydrosoluble P2.

Dépose par spray sur feuille humide :
On prépare trois feuilles selon la procédure décrite précédemment :
- une première feuille sans traitement (Blanc), - la deuxième en déposant l'équivalent de 0,38 g/m2 d'amidon de blé natif.
- La troisième en déposant l'équivalent de 0,374 g/m2 d'un mélange amidon de blé natif/P1 (90/10), soit une dépose respective de 0,34 g/m2 + 0,034 g/m2.

[Tableau 3]
Cohésion interne (ft.lbs/in2) Indice d'éclatement Blanc 50 2,28 Amidon (0,38g/m2) 95 2,41 Amidon (0,34 g/m2) 110 2,57 P1 (0,034 g/m2) Les performances de cohésion interne et d'éclatement sont clairement améliorées en substituant 10% de l'amidon natif par la même quantité de polymère hydrogonflable Pi.

Claims (11)

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement de la surface du papier, et/ou au moins une de ses couches, comprenant les étapes successives suivantes :
i) Fournir une suspension aqueuse S de polysaccharide, ii) Fournir une dispersion aqueuse D comprenant (a) des particules d'au moins un polymère hydrogonflable anionique P et (b) au moins un composé choisi parmi un sel minéral, un sel organique, un polymère organique dispersant et leurs mélanges, iii) Mélanger la suspension S et de la dispersion D, pour obtenir un mélange M, iv) Appliquer le mélange M en surface du papier, et/ou d'au moins une de ses couches.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le polysaccharide est choisi parmi l'amidon natif, l'amylose, l'amylopectine, la cellulose et les composés dérivés de la cellulose, les amidons modifiés tels que les amidons traités par voie enzymatique, les amidons hydrolysés, les amidons chauffés, les amidons cationiques, tels que ceux résultant de la réaction d'un amidon avec une amine tertiaire pour former un sel d'ammonium quaternaire, les amidons anioniques, les amidons amphotères; et toute combinaison de ceux-ci.
3. Procédé selon les revendications précédentes caractérisé en ce que le polymère hydrogonflable anionique P est issu d'au moins 1 mol% d'au moins un monomère anionique hydrosoluble comprenant une double liaison éthylénique et au moins une fonction acide carboxylique ou sulfonique et d'au moins 5 mol % d'au moins un monomère non ionique choisi parmi l'acrylamide, le méthacrylamide et leurs dérivés, la vinylformamide et la N-vinylpyrrolidone.
4. Procédé selon les revendications précédentes caractérisé en ce que le monomère anionique hydrosoluble est choisi parmi l'acide acrylique, l'acide méthacrylique et leurs sels, l'acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique et ses sels, l'acide itaconique et ses sels, l'acide allyl sulfonique et ses sels, l'acide methallyl sulfonique et ses sels.
5. Procédé selon les revendications précédentes caractérisé en ce que le polymère anionique hydrogonflable P est un copolymère d'acrylamide et d'acrylate de sodium.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la dispersion D comprend de 5 à 60 % en masse, de préférence de 15 à 35 % en masse, de polymère anionique hydrogonflable P.
7. Procédé selon les revendications précédentes caractérisé en ce que les particules de la dispersion D aqueuse ont un diamètre moyen allant de 0,1 et 1 000 pm, de préférence allant de 0,1 et 200 pm, plus préférentiellement allant de 0,1 et 20 pm.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la dispersion D comprend au moins un composé (b) choisi parmi :
- les sels minéraux ou organiques comprenant au moins un anion choisi parmi les sulfates, les dihydrogénophosphates, les phosphates, les halogénures ; ou - les sels minéraux ou organiques comprenant au moins un cation choisi parmi le sodium, le potassium, l'ammonium, le magnésium, le calcium, l'aluminium ; ou - les mélanges d'au moins deux de ces sels ; ou - les polymères organiques dispersants choisis parmi les polymères ou les copolymères à base d'acide acrylique, d'acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique et leurs sels et d'acrylamide de poids moléculaire allant de1000 à

000 g.m01-1.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes pour lequel la dispersion D
comprend :
- de 8 à 27 % en masse, de sel minéral ou de sel organique ; ou - de 5 à 20 % en masse, de polymère organique dispersant.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que pour l'étape iv), l'application en surface du papier et/ou d'au moins une de ses couches est effectuée par une coucheuse ou une barre de spray.
11. Procédé selon les revendications précédentes caractérisé en ce que pour l'étape iv) l'application en surface du papier et/ou au moins une de ses couches se fait à
une température comprise entre 10 et 100 C.
CA3132084A 2019-03-14 2020-03-13 Augmentation de la resistance du papier par traitement de surface Pending CA3132084A1 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR1902634 2019-03-14
FR1902634A FR3093738B1 (fr) 2019-03-14 2019-03-14 Augmentation de la resistance du papier par traitement de surface
PCT/EP2020/056774 WO2020182977A1 (fr) 2019-03-14 2020-03-13 Augmentation de la resistance du papier par traitement de surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CA3132084A1 true CA3132084A1 (fr) 2020-09-17

Family

ID=67107854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CA3132084A Pending CA3132084A1 (fr) 2019-03-14 2020-03-13 Augmentation de la resistance du papier par traitement de surface

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11781271B2 (fr)
EP (1) EP3938575B8 (fr)
KR (1) KR20210138605A (fr)
CN (1) CN113557331A (fr)
BR (1) BR112021018153A2 (fr)
CA (1) CA3132084A1 (fr)
FI (1) FI3938575T3 (fr)
FR (1) FR3093738B1 (fr)
WO (1) WO2020182977A1 (fr)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6494990B2 (en) * 1995-08-25 2002-12-17 Bayer Corporation Paper or board with surface of carboxylated surface size and polyacrylamide
AU2003218571B2 (en) * 2002-04-09 2007-11-29 Fpinnovations Swollen starch-latex compositions for use in papermaking
US20110091733A1 (en) * 2008-06-24 2011-04-21 Basf Se Paper coating composition comprising metal salt pigments and having a content of aqueous dispersions of water-soluble copolymers

Also Published As

Publication number Publication date
FR3093738B1 (fr) 2021-04-02
FR3093738A1 (fr) 2020-09-18
KR20210138605A (ko) 2021-11-19
EP3938575B1 (fr) 2023-07-05
US20220162803A1 (en) 2022-05-26
BR112021018153A2 (pt) 2021-11-16
EP3938575A1 (fr) 2022-01-19
CN113557331A (zh) 2021-10-26
US11781271B2 (en) 2023-10-10
EP3938575B8 (fr) 2023-08-09
WO2020182977A1 (fr) 2020-09-17
FI3938575T3 (fi) 2023-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2505099C (fr) Utilisation d&#39;un copolymere disposant d&#39;au moins une fonction greffee alkoxy ou hydroxy polyalkylene glycol, comme agent ameliorant l&#39;activation de l&#39;azurage optique et produits obtenus
EP2044159B1 (fr) Agent de dispersion et/ou d&#39;aide au broyage pour dispersion et suspension aqueuse de matieres minerales, dispersion et suspension obtenues et leurs utilisations
WO2008113934A2 (fr) Copolymeres cationiques derives d&#39;acrylamide et leurs utilisations
FR2779752A1 (fr) Procede de fabrication de papier et carton et nouveaux agents de retention correspondants, et papiers et cartons ainsi obtenus
EP2870287B1 (fr) Procede ameliore de fabrication de papier utilisant un polymere cationique obtenu par degradation d&#39;hofmann
EP3180372B1 (fr) Copolymère de dextrine avec du styrène et un ester acrylique, son procédé de fabrication et son utilisation pour le couchage papetier
EP1092064B2 (fr) Procede de fabrication de papier et carton
CA3094466A1 (fr) Procede de fabrication de polymeres anioniques et utilisation comme agents de resistance dans un procede papetier
EP3938575B1 (fr) Augmentation de la resistance du papier par traitement de surface
EP3790914B1 (fr) Complexe de polymères, préparation et utilisation
EP1090185A1 (fr) Procede de floculation pour la fabrication d&#39;une feuille de papier
WO1991009067A2 (fr) Agent de dispersion et/ou de broyage pour suspensions aqueuses minerales de potentiel zeta voisin de zero, suspensions aqueuses le contenant et applications
EP4121466B1 (fr) Nouveaux complexes de polymeres hydrosolubles sous forme d&#39;emulsion inverse et leurs utilisations
WO2022136794A1 (fr) Procede de fabrication de papier ou de carton
EP4189162B1 (fr) Procede de fabrication de papier et de carton
CA2374564A1 (fr) Composition et procede pour la fabrication de structures planes, en particulier du papier ou du carton
FR2734834A1 (fr) Procede pour modifier les proprietes de surface de particules en suspension aqueuse et ses applications
EP3722330A1 (fr) Nouvel additif a base de polymeres hydrosolubles et ses utilisations
FR2734835A1 (fr) Procede pour modifier les proprietes de surface de particules en suspension aqueuse et ses applications
EP1135555A1 (fr) Procede de fabrication de papier utilisant un nouveau systeme de retention comprenant une silice precipitee et un polymere cationique

Legal Events

Date Code Title Description
EEER Examination request

Effective date: 20240214

EEER Examination request

Effective date: 20240214