FR2516108A1 - Composition de revetement pour le glacage du papier a base de dispersions aqueuses de polymeres vinyliques et acryliques contenant des groupes carboxy - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE COMPOSITION DE REVETEMENT POUR LE GLACAGE DU PAPIER; ELLE EST CONSTITUEE DE 100 PARTIES EN POIDS D'UNE DISPERSION AQUEUSE D'UN POLYMERE VINYLIQUE OBTENU PAR POLYMERISATION EN EMULSION DE 97 A 45 PARTIES EN POIDS D'UN MONOMERE VINYLIQUE CONTENANT DES GROUPES CARBOXY EN PRESENCE DE 3 A 55 PARTIES EN POIDS DE NITROCELLULOSE, UNE PARTIE DESDITS GROUPES CARBOXY FORMANT UN SEL SOLUBLE DANS L'EAU, ET DE 1 A 1000 PARTIES EN POIDS D'UNE DISPERSION AQUEUSE D'UN POLYMERE ACRYLIQUE CONTENANT DES GROUPES CARBOXY, AU MOINS 30 MOLES DESDITS GROUPES CARBOXY DU POLYMERE ACRYLIQUE FORMANT UN SEL SOLUBLE DANS L'EAU.

Description

La présente invention concerne une composition de revêtement pour le glaçage du papier.

Plus particulièrement, l'invention concerne une composition de revêtement pour le glaçage du papier composée d'une dispersion aqueuse d'un polymère vinylique contenant de la nitrocellulose et des groupes carboxy une partie des groupes carboxy formant un sel soluble dans l'eau et d'une dispersion aqueuse d'un polymère acrylique dont une partie des groupes carboxy forment un sel soluble dans l'eau. On applique de préférence la composition de l'invention par enduction à la presse.

Le glaçage du papier d'édition a été effectué à ce jour par emploi de vernis de glaçage en solution contenant une résine et un solvant organique. La résine utilisée à cet effet a été principalement une résine de chlorure de vinyle-acétate de vinyle. Cependant, cette résine est tendre et présente les inconvénients d'avoir un brillant superficiel et une résistance mécanique insuffisantes ainsi qu'une forte tendance à provoquer une adhérence de contact entre les feuilles. Le solvant organique est nuisible à la santé des ouvriers, présente un danger d'incendie et surtout provoque des pollutions. Pour cette raison, l'emploi des vernis classiques est réglementé par la loi.Le glaçage du papier avec une dispersion aqueuse de polymères acryliques composés principalement de méthacrylate d'alkyle et de styrène, isolément ou en combinaison avec de l'alcool polyvinylique, est décrit dans les brevets publiés JA 52-39088 (1977) et JA 52-39089 (1977). Cependant, il se pose des problèmes en ce qui concerne l'inhibition de l'adhérence de contact entre feuilles aux températures élevées et dans des environnements humides, la résistance à l'usure et l'aptitude à l'enduction au rouleau. L'application d'une dispersion aqueuse d'un polymère vinylique contenant de la nitrocellulose est décrite dans le brevet non examiné JA 55-51897.Cette dispersion est supérieure par la résistance à l'usure, le brillant et l'inhibi- ion de l'adhérence de contact entre feuilles mais des problèmes d'aptitude à l'enduction au rouleau demeurent, en particulier en ce qui concerne l'étalement et la quantité transférés.

On a constaté que la dispersion aqueuse de polymère vinylique contenant de la nitrocellulose a une très mauvaise compo tibilité avec les solvants solubles dans l'eau tels que les alcools, lorsquton.la mélange avec une résine soluble dans l'eau contenant un solvant organique soluble dans l'eau et ayant une bonne aptitude à l'enduction au rouleau, pour améliorer l'aptitude à l'enduction au rouleau (en particulier l'étalement et la quantité transférés).

Pour améliorer fortement l'aptitude à l'enduction au rouleau de la dispersion aqueuse de polymère contenant de la nitrocellulose, en améliorant sa compatibilité avec les alcools et pour mettre au point une composition de revetement aqueuse sous forme d'une dispersion pour le glaçage du papier dont les propriétés superficielles telles que le brillant et l'inhibition de l'adhérence de contact entre feuilles, sont supérieures et qui convient à l'enduction à la presse, les Demanderesses ont effectué une série d'études intensives qui ont conduit à la découverte que la composition de revêtement constituée d'une dispersion aqueuse d'un polymère vi nylique ayant des groupes carboxy qui forment partiellement un sel soluble dans l'eau et qui contient de la nitrocellulose et d'une dispersion aqueuse d'un polymère acrylique dont une partie des groupes carboxy forment un sel soluble dans l'eau, a une compatibilité supérieure avec des solvants organique s solubles dans liteau, tels que les alcools, inclus dans la dispersion aqueuse de polymère vinylique contenant de la nitrocellulose et que la composition obtenue a une aptitude à l'enduction au rouleau améliorée lorsqu'on l'applique à un papier d'édition ayant subi un traitement superfi ciel et qu'on effectue l'enduction à la presse, la pellicule obtenue ayant une adhérence remarquable et présentant moins d'ondulations immédiatement après enduction au rouleau. L'invention repose sur ces découvertes.

L'invention concerne une composition de revêtement pour le glaçage du papier qui comprend 100 parties en poids d'une dispersion aqueuse d'un polymère vinylique (appelé ci-après dispersion aqueuse A de polymère vinylique) obtenue par polymérisation en émulsion de 97 à 45 parties en poids d'un monomère vinylique contenant des groupes carboxy en présence de 3 à 55 parties en poids de nitrocellulose, une partie desdits groupes carboxy formant un sel soluble dans l'eau, et 1 à 1000 parties en poids d'une dispersion aqueuse d'un polymère acrylique (appelé ci-après dispersion aqueuse B de polymère acrylique) contenant des groupes carboxy, au moins 30 mole % desdits groupes carboxy du polymère acrylique formant un sel soluble dans l'eau.

La dispersion aqueuse A de polymère vinylique doit contenir obligatoirement des groupes carboxy qui forment partiellement un sel soluble dans l'eau pour maintenir la compatibilité avec la dispersion aqueuse B de polymère acrylique. Pour que la dispersion aqueuse B de polymère acrylique ait une aptitude à l'enduction au rouleau améliorée, au moins 30 mole % des groupes carboxy qu'elle contient doivent & être sous forme d'un sel soluble dans l'eau.

La composition de revêtement de l'invention a une viscosité structurale de# s /n10 s = 0, 6 ou plus dans
-l 3 6 -l la gamme des taux de cisaillement de 10 s à 10 s et a une ap- titude à l'enduction au rouleau supérieure qui n 'a jamais été obtenue avec les matières de revêtement classiques en dispersion aqueuse ou à base de solvant.

La composition de revêtement de l'invention est supérieure par ses propriétés d'inhibition de l'adhérence de contact entre feuilles, le brillant, la dureté et la capacité de se séparer de la plaque à poli spéculaire dans l'opération de pressage à chaud par suite de la présence de nitrocellulose dans la dispersion de polymère vinylique qui contient des groupes carboxy dont une partie forment un sel soluble dans l'eau
Comme nitrocellulose utile dans la composition de l'invention, on peut utiliser des nitrocelluloses courantes pour vernis sans limitation particulière La teneur en nitrocellulose du polymère doit être de 3 à 55 parties en poids depréférence de 10 à 50 parties en poids.Si la quantité est trop faible, la pellicule de revêtement obtenue a un mauvais brillant, une tendance à l'adhérence de contact entre feuilles et une adhérence importante àla presse chaude. Si la quantité est excessive, il est difficile d'obtenir une dispersion aqueuse stable du polymère.

On peut utiliser un monomère vinylique quel conque pour obtenir le polymère vinylique de l'invention tant qu'il contient au moins un type de monomère qui dissout la nitrocellulose. Le monomère vinylique qui dissout la nitrocellulose comprend les monomères acryliques représentés par la formule.;

(dans laquelle R est un atome d'hydrogène ou un groupe méthyle
R1 est un groupe alkyle de 1 à 20 atomes de carbone, cycloalkyle ayant un groupe alkyle de 5 ou 6 atomes de carbone, -CH2CH2 OCH2CH3, -C6H5, ou -CH2C6H5). Des exemples de tels mono mères acryliques comprennent l'acrylate d'éthyle, l'acrylate de butyle, l'acrylate de 2-éthylhexyle et le méthacrylate de méthyle.

On les utilise séparément ou en combinaison mutuelle.

D'autres monomères vinyliques utiles comprennent les suivants : (1) le styrène et les styrènes substitués représentés par la formule

(dans laquelle X représente un atome d'hydrogène, CH3 un halogène tel que Cl et Br,NO2,NH2, et N (aikyle) ledit alkyle ayant 1 ou 2 atomes de carbone) ou une combinaison de styrène ou de styrène substitué et d'un monomère acrylique. Dans la formule ci-dessus,
X représente de préférence un atome d'hydrogène ou CH3 ; (2) l'acétate de vinyle et un ester vinylique d'un acide gras supérieur tel que le propionate de vinyle et le butyrate de vinyle, de préférence l'acétate de vinyle et un comonomère d'acétate de vinyle/ester acrylique ; et (3) une combinaison de chlorure de vinyle, de chlorure de vinylidène et d'un comonomère acrylique.

Pour stabiliser la dispersion aqueuse du polymère et pour améliorer l'adhérence du polymère au papier, on peut ajouter au moins un type des monomères suivants en une petite proportion par rapport à la totalité des monomères
un acide carboxylique insaturé monomère tel que l'acide acrylique et l'acide méthacrylique représenté par la formule

(dans laquelle R représente un atome d'hydrogène ou un groupe méthyle et R3 représente un atome d'hydrogène ou un groupe 2 -sulfoéthyle, ou hydroxyalkyle, ledit alkyle ayant 1 à 4 atomes de carbone); un monomère représenté par la formule

(dans laquelle R représente un atome d'hydrogène ou un groupe méthyle et R4 représente NH2,NHCH2OH ou NHCH2O-alkyle, ledit alkyle ayant 1 à 4 atomes de carbone).

De plus,l'acrylonitrile,le méthacrylonitrile ou un ester d'acide carboxyliqueot)ss- insaturé ayant un groupe époxy, tel que l'acrylate de glycidyle ou le méthacrylate de glycidyle, peut être présent en une petite quantité atteignant- au plus environ 20% par rapport au poids total des monomères.

Pour produire la dispersion aqueuse de polymère selon l'invention, on préfère ajouter un agent tensio-actif. Des exemples de tels agents tensio-actifs comprennent des agents tensio-aetifs anioniques des agents tensio(actifs non ioniques ou -une de leurs combinaisons utilisées de façon générale. Les agents tensioactifs anioniques, comprennent les alkyles et alkyaryl-sulfonates ou sulfates, les dialkylsulfosuccinates, les sulfates d'agents tensioactifs non ioniques et les esters sulfuriques complexes.Les agents tensio-actifs non inniques comprennent les polyoxyéthylène - ester carboxylique, polyoxyéthylène -éther nonylphényl ique, polyoxyéthy lène-éther alkylique, polyoxyéthylène -ester monocarboxylique de sorbitanne et les copolymères séquences d'oxyde d'éthylène-oxyde de propylène.

On effectue la dispersion dans l'eau par dissolution totale de la nitrocellulose dans le monomère vinylique puis dispersion du mélange constitué de nitrocellulose, de monomère vinylique et des autres additifs directement dans l'eau en utilisant un homogénéiseur, un mélangeur en continu ou un tout autre appareil d'émulsification ayant une force de cisaillement élevée.

On effectue la polymérisation en utilisant un amorceur radicalaire et la polymérisation produit une dispersion aqueuse de polymère telle qu'au moins deux types de polymères soient présents de façon pratiquement uniforme dans les particules dispersées.

La température de polymérisation doit etre de 0 à 200 C, de préférence comprise entre la température ambiante et 100"C. On effectue la réaction pendant plusieurs minutes à plusieurs heures généralement environ 30 minutes à environ 6 heures.

On peut utiliser, en présence ou non d'un agent réducteur, un amorceur de polymérisation connu quelconque soluble dans l'eau ou soluble dans l'huile.- On utilise de façon typique l'amorceur à raison de 0, 01 à 2, 0 parties en poids, de préférence de 0, 1 à 1,0 partie en poids pour 100 parties en poids de monomère polymérisable.

Les groupes carboxy sont présents dans la dispersion aqueuse de polymère vinylique A sous forme d'acides carboxyliques insaturés à raison de 4 à 10% en poids par rapport au monomère vinylique. Ils forment au moins partiellement un sel soluble dans l'eau obtenu selon un procédé connu avec une base. Généralement, il est nécessaire de former plus de 30 mole % du sel soluble dans l'eau comme indiqué dans le tableau 1.

Tableau 1
Compatibilité de la dispersion de polymère vinylique A contenant de la nitrocellulose et des groupes carboxy avec un alcool.

<tb>

<SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6
<tb> <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30
<tb> <SEP> Monomère <SEP> vinyliqe
<tb> <SEP> Acide <SEP> méthacrylique <SEP> * <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 70
<tb> <SEP> Monomére <SEP> 0 <SEP> 1,5 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 10
<tb> <SEP> PH <SEP> 2,6 <SEP> 6,6 <SEP> 6,1 <SEP> 5,5 <SEP> 6,1 <SEP> 5,9
<tb> <SEP> Eau <SEP> 39,5 <SEP> 39,5 <SEP> 39,5 <SEP> 39,5 <SEP> 39,5 <SEP> <SEP> 39,5
<tb> <SEP> PH <SEP> 2,6 <SEP> 7 <SEP> 8t6 <SEP> 719 <SEP> 7,9 <SEP> 7,7
<tb> <SEP> Sel <SEP> d'ammodium <SEP> (% <SEP> moles) <SEP> .<SEP> O <SEP> 20 <SEP> 32 <SEP> 47 <SEP> 63 <SEP> 75
<tb> (% <SEP> moles) <SEP>
<tb> Compatibilité <SEP> avec <SEP> un <SEP> x <SEP> A <SEP> # <SEP> | <SEP> j <SEP> O <SEP> O <SEP>
<tb> alcool <SEP> j <SEP>
<tb> nota: Compatibilité avec un alcool:
Evaluée immédiatement après mélange de 100 parties en poids de dispersion de polymère vinylique contenant de la nitrocellulose et des groupes carboxy et 50 parties en poids dlalcool isopropylique dilué avec 20 parties en poids d'eau.

x Formation d'une coagulation importante (6) Léger accroissement de la viscosité
Li Accroissement de la viscosité
O Bonne nota * Acrylate de 2 éthylhexyle 20 parties
Méthacrylate de méthyle 50 parties
Si le sel est formé dans une moindre mesure, l'hydrophylie est insuffisante et la compatibilité avec les alcools, tels que l'alcool isopropylique et l'alcool éthylique, est insuffisante. Les subi~ tances salifiantes comprennent l'ammoniac, le triaéthylamine, la mo noéthylamine, le 2 aminoéthylpropanol, la diéthylamine, la triéthylamine, la n-propylamine, la n-butylamine, la monoéthanolamine, la morpholine et les métaux alcalins.On préfère parmi elles, l'ammoniac qui se volatilise de la pellicule de revêtement lors de l'opération de séchage a' une température relativement basse et qui n'a pas d'effet nuisible sur les performances superficielles, par exemple la résistance à l'eau, de la pellicule de revêtement.

La dispersion B de polymère acrylique contenant des groupes carboxy que l'on utilise dans l'invention améliore l'aptitude à l'enduction au rouleau et l'adhérence. La monomère acrylique contenant des groupes carboxy est une combinaison d'au moins un des esters alkyliques de l'acide (méth) acrylique ayant 1 à 4 atomes de carbone dans le groupe alkyle, tel que l'acrylate d'éthyle, 1'acry- late de butyle, l'acrylate de 2-éthylhexyle et le méthacrylate de méthyle ou le styrène, et de deux types ou plus d'un acide carboxylique insaturé monomère tel que l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'acide itaconique et l'acide crotonique. Le monomère contenant un groupe carboxy doit de préférence constituer 1 à 8% du poids du polymère. Comme le montre le tableau 2, au moins 30 mole% du groupe carboxy précité du polymère doivent former un sel soluble dans l'eau avec l'ammoniac ou des amines en particulier avec l'ammoniac.

Tableau 2
Compatibilité de la dispersion de polymère acrylique contenant un groupe carboxy avec un alcool (parties en poids et % en poids).

<tb> <SEP> l <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb> Copolymère <SEP> d'acide <SEP> 77,7 <SEP> 77,7 <SEP> 77,7 <SEP> 77,7 <SEP> 77,7
<tb> méthacrylique <SEP> (5%) <SEP> et <SEP> de
<tb> acrylique <SEP> <SEP> **
<tb> <SEP> Ammoniaque <SEP> à <SEP> 25 <SEP> z <SEP> <SEP> O <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,8 <SEP> | <SEP> 1,0
<tb> <SEP> (parties) <SEP>
<tb> <SEP> Eau <SEP> (parties) <SEP> 39,5 <SEP> 39,5 <SEP> 39,539,5 <SEP> 39,5
<tb> <SEP> pH <SEP> < <SEP> 4,4 <SEP> 7,5 <SEP> 870 <SEP> 1 <SEP> 8,2 <SEP> <SEP> 814
<tb> <SEP> Sel <SEP> d'ammoniun <SEP> (%molaire) <SEP> <SEP> <SEP> 23 <SEP> 37 <SEP> i <SEP> 59 <SEP> 73 <SEP>
<tb> <SEP> Compatibilite <SEP> avec <SEP> x <SEP> A <SEP> # <SEP>
<tb> <SEP> un <SEP> alcool <SEP> fi <SEP>
<tb>

Nota * Compatibilité avec un alcool
Evaluée immédiatement après mélange de 100 parties en poids de sel d'ammonium de la dispersion aqueuse de polymère acrylique contenant J des groupes carboxy et de 20 parties en poids d'alcool isopropylique.

x Formation d'une coagulation importante
O Bonne
Accroissement de la viscosité
Nota ** Monomère acrylique
acrylate d'éthyle 70 parties
acrylate de méthyle 30 parties
Le polymère ayant la composition précitée doit avoir une température de transition vitreuse (en abrégé : Tg) supérieure
à 40 C, de préférence supérieure à 50 C et on peut le produire se
lon un procédé classique de polymérisation en émulsion.

On incorpore tout d'abord au polymère acrylique un agent de fragmentation tel que des alcools, des glycols, des aldéhydes, des cétones, des éthers, des acides organiques, des éthers monoalkyliques de glycol et des acétates d'éther monoalkylique et de glycol en une quantité d'au plus environ 1 partie en poids pour 1 partie en poids du polymère puis on ajoute de l'ammoniaque en agitant et en chauffant. On peut ainsi obtenir la dispersion aqueuse B de polymère acrylique contenant des groupes carboxy ayant une teneur en matières solides de 20 à 60% en poids et de préférence de 30 à 60% en poids.

Si le polymère acrylique a une Tg inférieure à 40"C,la pellicule de revêtement obtenue a de mauvaises propriétés d'antiadhérence des feuilles et une mauvaise capacité de séparation de la plaque à poli spéculaire dans le pressage à chaud. Si la concentration de la dispersion aqueuse de polymère acrylique est inférieure à 20%, la pellicule de revêtement sèche lentement, ce qui provoque des ondulations du papier lors de l'opération de séchage et a une mauvaise adhérence.

La dispersion aqueuse B de polymère acrylique est incorporée à raison de 1 à 1000 parties en poids et de préférence de 5 à 800 parties en poids pour 100 parties en poids du polymère dans la dispersion aqueuse A de polymère vinylique. Si la quantité incorporée est inférieure à 1 partie en poids,la pellicule obtenue après enduction au rouleau n'est pas lisse et manque d'adhérence. Si elle est supérieure à 100 parties en poids, la pellicule obtenue a une mauvaise antiadhérence des feuilles et la capacitéde se séparer de la plaque à poli spéculaire lors du pressage a chaud est mauvaise.

On peut incorporer à la composition de revêtement de l'invention un composé polymère soluble dans l'eau, tel que l'alcool polyvinylique, la carboxyméthylc ellulos e, i 'hydroxyéthylc ellulos e et la méthylcellulose, pour améliorer la compatibilité de la dispersion aqueuse A de polymère vinylique contenant de la nitrocellulose et de la dispersion aqueuse B de polymère acrylique, et pour améliorer l'aptitude à l'enduction au rouleau. A cet effet, on peut utiliser de préférence de l'alcool polyvinylique ayant un degré moyen de polymérisation de 100 à 1500, de préférence de 100 à 500 et un degré de saponification de 70 à 99 mole %;de préférence de 70 à 90 mole%.Si le degré moyen de polymérisation est inférieur à 100,la pellicule de revêtement obtenue a une mauvaise résistance à l'eau et une mauvaise antiadhérence des feuilles. On incorpore l'alcool polyvinylique à raison de 0 à 50 parties en poids, de préférence de 0, 5 à 20 parties en poids pour 100 parties en poids de la dispersion aqueuse A de polymère vinylique contenant de la nitrocellulose. Si la quantité incorporée est supérieure à 50 parties en poids, la pellicule de revêtement obtenue a de mauvaises propriétés d'antiadhérence des feuilles, de résistance à l'eau et d'adhérence.

-On préfère ajouter un adjuvant filmogène pour améliorer la capacité de formation dtune pellicule et les performances des pellicules de revêtement faites de la composition de revêtement de l'invention. Des adjuvants filmogènes appropriés comprennent les éthers glycoliques tels que l'éther n-butylique du diéthylèneglycol et l'éther n-butylique de l'éthylèneglycol. On doit de préférence les utiliser à raison de 1 à 25 parties en poids pour 100 parties en poids de la dispersion aqueuse A de polymère vinylique contenant de la nitroc ellulo se.

On peut à la demande incorporer à la composition de revêtement de l'invention des additifs connus tels qu'un agent d'étalement de type solvant organique, comme l'éthanol et l'isopropanol, un plastifiant, un colorant, un pigment,un épaississant, un antimousse, un agent d'antiadhérence des feuilles, un agent d'antijaunisserment, un agent de séparation, un solvant et une résine alkyde soluble dans l'eau miscible.

La composition de revêtement pour glaçage du papier de l'invention est appliquée au papier avec un enducteur à rouleau. Le poids surfacique d'enduction dépend des propriétés du papier à revêtir; il est généralement de 3 à 10 g/m2 en matières. solides. Après application on sèche la composition,
On peut mettre en pratique le procédé de pressage à chaud avec une presse chauffante à platine ou une presse chauffante sans fin sous une pression de 29,4 à 147 bars et à une température de 80 à 150"C, de préférence de 80 à 1300C pendant plusieurs secondes.

Cependant, le procédé de séchage seul suffit et le procédé de pressage à chaud n'est pas nécessaire lorsqu'un brillant très important n est pas particulièrement recherché.

La composition de revêtement de l'invention peut être utilisée dans d'autres domaines d'application comme matière de revêtement pour les métaux,les les articles en bois,les matières plastiques, le cuir, les matières de construction telles que le béton et le mortier comme liant pour les encres et les adhésifs.

L'invention est illustrée par les exemples et exemples comparatifs suivants dans lesquels les parties et pourcentages sont exprimés en poids.

Les performances et les propriétés de la pellicule de revêtement sont évaluées par le braillant, la résistance aux rayures, l'adhérence, l'antiadhérence des feuilles et la résistance à l'usure que l'on mesure selon les méthodes décrites ci-dessous.

Brillance : selon la norme JIS-K 5400
Rayures : une pellicule qui ne s'écaille pas lorsqu'on la gratte avec
l'ongle est acceptable.

Adhérence : les pellicules qui ne se séparent pas lorsqu'on enlève
d'un mouvement sec un ruban de cellophane que l'on a
pressé cinq fois avec le doigt contre la pellicule sont
acceptables.

Antiadhérence des feuilles : on laisse les pellicules face contre
face sous une charge de 300 g/cm pendant 24 heures à 40"C et 9fl C: 'humidité relative. Les pellicules qui se séparent spontanément 30 minutes après la suppression de la charge sont acceptables.

Résistance à l'usure : les pellicules qui ne s'enlèvent pas lorsqu'on les frottes avec les doigts plus de 50 fois sont acceptables.

Les monomères utilisés dans les exemples sont désignés par les abréviations suivantes
MMA : méthacrylate de méthyle
MAA : acide méthacrylique
St : styrène
EA : acrylate d'éthyle 2-EKA : acrylate de 8-éthylhexyle
BA : acrylate de butyle
AA : acide acrylique
Exemple 1
Dans un ballon de 1 litre à quatre cols refroidi par la glace, on introduit 159,2 g de nitrocellulose (SS-1/4) contenant 28,1% d'eau (produit de Daicel Ltd.) 11 > 5 g d'un émulsifiant anionique cons- titué d'un ester phosphorique complexe, 19,2 2 g d'alkylarylsufonate anionique ; 3,7 g de bicarbonate de sodium ; 1,0 g d'agent antimousse et 342 g d'eau distillée.On ajoute ensuite une phase monomère constituée de 175 g de MMA, 75 g de 2-EHA, 17,5 g de MAA et 2,7 g d'agent de transfert de channe. On mélange pendant 45 minutes avec un mélange homogénéiseur modèle M fabriqué par Tokushu Kika
Kogyo C", Ltd. On munit le ballon d'un réfrigérant, d'un agitateur et d'une entrée d'azote. Après avoir totalement remplacé l'atmosphère par de l' azote, on chauffe le contenu à 65"C. On ajoute ensuite 28,3g d'une solution constituée de 60 g d'eau distillée, et 0 > 54 g de persulfate de potassium. On maintient les composés réagissants à 65 C pendant 60 minutes après le moment où la réaction steffectue et la libération de chaleur cesse.Ensuite, on ajoute le reste de la solution de persulfate de potassium, 5 g d'eau distillée et 0 > 14 g d'hydrogénosulfite de sodium, on porte la température à 80"C et on la maintient à cette valeur pendant 90 minutes. En maintenant les composés réagissants à 60"C, on ajoute 20 g d'ammoniaque à 12 > 5% en agitant pendant 5 minutes et on laisse les composés réagissants reposer pendant 30 minutes. On obtient ainsi une dispersion aqueuse
A de polymère vinylique contenant de la nitrocellulose ayant un pH de 8, 0 et une viscosité de 13cP (viscosimètre BL avec le rotor
No. 1 à 60 tr/min. et à 30"C) et contenant 45% de matières solides.

D'autre part, on prépare une émulsion d'un mélange de monomères par agitation de 0,4 4 parties de laurylsulfate de sodium, 70 parties de méthacrylate de méthyle, 30 parties d'acrylate de 2-éthylhexyle,8 8 parties d'acide méthacrylique,46 46 parties d'eau et 0 > 5 partie de dodécanethiol. Dans un réacteur de polymérisation en émulsion ordinaire muni d'un agitateur, d'un réfrigerant à reflux et d'un orifice d'introduction, on charge 51 parties d'eau et 0 > 1 partie de laurylsulfate de sodium. On chauffe le contenu à 65"C puis on ajoute 1,5 partie d'une solution de 6 parties d'eau et 0,7 partie de persulfate de potassium.On rajoute 15 parties de l'émulsion de mélange de monomères précitée, on chauffe les composés réagissants à 70"C et on polymérise pendant 30 minutes. Trente minutes plus tard on ajoute simultanément en 60 minutes, les 5 > 2 parties restantes de la solution de persulfate de potassium précitée et les 139,9 9 parties de l'émulsion de mélange de monomères précités Après achèvement de l'addition . maintient les composés réagissants à 80"C pendant 30 minutes et on ajoute une solution de 3 parties d'eau et 10 parties d'alcool isopropylique. On maintient la température à 70 C et on ajoute goutte à goutte en 5 minutes une solution de 4, 0 parties d'eau et 2,5 5 parties d'ammoniaque à 28%.Après 30 minutes de vieillissement à 70"C, on refroidit les composés réa.

gissants à la température ordinaire en les agitant. On obtient ainsi une dispersion aqueuse B de polymère acrylique contenant 46 o de matières solides.A100 parties de cette dispersion aqueuse de po- lymère vinylique, on ajoute en agitant 10 parties d'éther n-butylique de l'éthylèneglycol puis 25 parties de la dispersion aqueuse B de polymère acrylique précitée comme adjuvant améliorant l'aptitude à l'application par enduction. au rouleau. Après achèvement du mélange on ajoute 2 parties de solution aqueuse à 30% dialcool polyvinylique ayant un degré de polymérisation de 300 et un degré de saponification de 88 mole- %. On obtient ainsi une composition de revêtement ayant uns viscosité de 280 cP (viscosimètre BL avec le rotor No. 2 à 30 tr/min. et 30oC) et contenant 38% de matières solides.

On applique cette composition de revêtement à la surface d'un papier d'édition en utilisant un enducteur à rouleau avec une vitesse d'enduction de 20 m/min. et un poids surfacique d'enduction de 5,0 g/m (en matières solides)et on sèche le papier avec de l'air chaud à 120"C pendant 20 secondes. La composition de revêtement fournit un papier revêtu supérieur par son poli et son brillant, ne présentant pas d'ondulations provoquées par le séchage quelle que soit la qualité du papier. On soumet ce papier revêtu à un pressage à chaud avec une presse à platine sous une plaque en acier inoxydable à poli spéculaire à 1150C sous une pression de 49 bars pendant 10 secondes. Après pressage à chaud, la pellicule de revêtement se sépare très facilement de la plaque à poli spéculaire.

La pellicule de revêtement a un brillant de 90% et subit avec succès les essais de rayures, d'adhérence, d'antiadhérence des feuilles et de résistance à l'usure.

Exemple 2
A 100 parties de la dispersion aqueuse de polymère vinylique contenant de la nitrocellulose utilisée dans l'exemple 1, on ajoute 10 parties d'éther n-butylique de l'éthylèneglycol comme adjuvant filmogène. Après mélange complet, on ajoute en agitant 2 parties d'une solution aqueuse à 30% d'alcool polyvinylique ayant un degré de polymérisation de 300 et un degré de saponification de 88 mole O/o, 500 parties de la dispersion aqueuse B de polymère acrylique utilisée dans l'exemple 1 et 20 parties de solution aqueuse de polymère acrylique contenant 35% de matières solides (Acrylid n 3A, produit de Taisei Kako, 65% de matières volatiles, alcool isopropylique/eau = 1/1).On obtient ainsi une composition de revêtement ayant une viscosité de 350 cP (viscosimètre BL avec le rotor No. 2 à 30 tr/min. et 300C) et contenant 45% de matières solides.

On applique cette composition de revêtement à un papier en utilisant un enducteur à rouleau comme dans l'exemple 1. La pellicule de revêtement obtenue est supérieure par son poli et sa séparation de la plaque à poli spéculaire après pressage à chaud. On constate que la pellicule de revêtement a un brillant de 88% et elle subit avec succès les essais de rayures, d'adhérence,d'antiadhérence des feuilles et de résistance à l'usure.

Exemple comparatif 1
A 100 parties de la dispersion aqueuse B de polymère acrylique utilisée dans l'exemple 1, on ajoute en agitant 10 parties d'éther n-butylique de l'éthylèneglycol comme adjuvant filmogène.

La composition de revêtement obtenue (teneur en matières solides 42, 0% et viscosité 350 cP (viscosimètre BL avec rotor No. 2 à 230 tr/min.et 30?C)est appliquée par enduction au rouleau comme dans l'exemple 1. La pellicule de revêtement obtenue est supérieure par son poli, mais mauvaise par sa séparation de la plaque à poli spéculaire après pressage à chaud et ses propriétés d'antiadhérence des feuilles et de résistance à l'usure sont insuffisantes.

Exemple comparatif 2
A 100 parties de la dispersion aqueuse de polymère acrylique B utilisée dans l'exemple 1, on ajoute en agitant 10 parties d'éther n-butylique de l'éthylèneglycol comme adjuvant filmogène.

A 100 parties de la composition de revêtement obtenue (teneur en matières solides 42, < et viscosité 350 cP Cviscosimètre BL avec rotor n 2 à 230 tr/mn. et 300C. on ajoute 5 parties de solution aqueuse à 30% d'alcool polyvinylique ayant un degré de polymérisa tion de 300 et un degré de saponification de 88 mole to. La composition de revêtement obtenue a une viscosité de 380 cP (viscosimètre
BL avec rotor N". 2 à 30 tr/min. et 30"C) et on l'applique par enduction au rouleau comme dans l'exemple 1. La pellicule de revêtement obtenue est supérieure par son poli mais mauvaise par les propriétés d'adhérence, de séchage, d'antiadhérence des feuilles et de résistance à l'usure.

Exemple comparatif 3
Dans un ballon à quatre cols de 1 litre, on introduit 161,1 g de nitrocellulose (RS-1/3) contenant 46 > 4% d'eau (produit de Daicel Ltd, ) 11 > 8 g d'uni émulsifiant constitué d'un ester phosphorique complexe anionique; 19,7 7 g d'alkylarylsulfonate anionique; 4,1 1 g de bicarbonate de sodium ; 0,8 8 g d'agent antimousse et 233 g d'eau distillée.On ajoute ensuite une phase monomère constituée de 175 g de MMA, 60 g de 2-EHA, 3 g de MAA et 0,2 g d'agent de transfert de chape. on mélange pendant 45 minutes avec un mélangeur homogénéiseur modèle M fabrique par Tokushu Kika Kogyo C Ltd, On munit le ballon d'un réfrigérant, d'un agitateur et d'une entrée d'azote.

Après avoi r complètement remplace l'atmosphère par de l'azote, on chauffe le contenu à 65 C. On ajoute ensuite 28, 3 g d'une solution constituée de 40 g d'eau distillée et 0, 41 g de persulfate de potassium. On maintient les composés réagissants à 65 C pendant 60 minutes après le moment où la réaction s'effectue et la libération de chaleur cesse. Ensuite on ajoute le reste de la solution de persulfate de potassium, 5 g d'eau distillée et 0,08 08 g d'hydrogénosulfite de sodium, on porte la température à 800C et on maintient cette tempé- rature pendant 90 minutes.On obtient ainsi une dispersion aqueuse de polymère contenant 45% de matières solides.A 100 parties de polymère dans la dispersion aqueuse, on ajoute 5 parties d'acétate de l'éther n-butylique de l'éthylèneglycol comme adjuvant filmogène.

On applique la composition de revêtement obtenue ayant une viscosite de 255 cP (viscosimètre Brookfield avec le rotor No. 2 à 30 tr/min et 30 C) contenant 41% de matières solides par enduction au rouleau comme dans l'exemple 1. La pellicule de revêtement obtenue a une bonne séparation de la plaque à poli spéculaire après pressage à chaud et un bon brillant de 82% et elle passe avec succès les essais de rayures, d'adhérence, de résistance à l'usure et d'antiadhérence des feuilles mais elle provoque des ondulations lors du séchage ce qui rend parfois difficile le transport dans le séchoir. Le poids surfacique du revêtement tend à dépendre de la qualité du papier (perméabilité à l'air). Si la perméabilité à l'air est supérieure à 10 000 s, le poli est mauvais. Ceci est vraisemblablement du au fait que cette composition de revêtement à une viscosité structuralen 10 s -l
10 s d'au plus 0 > 6 dans la région des taux de cisaillement de 10 s -1 à 103 sel.

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Composition de revêtement pour le glaçage du papier qui comprend 100 parties en poids de dispersion aqueuse d'un polymère vinylique obtenu par polymérisation en émulsion de 97 à 45 parties en poids d'un monomère vinylique contenant des groupes carboxy en présence de 3 à 55 parties en poids de nitrocellulose, une partie desdits groupes carboxy formant un sel soluble dans liteau, et 1 à 1000 parties en poids d'une dispersion aqueuse d'un polymère acrylique contenant des groupes carboxy, au moins 30 mole % desdits groupes carboxy du polymère acrylique formant un sel soluble dans l'eau.