FR2540153A1

FR2540153A1 - Composition et procede de couchage du papier et du carton, procede de preparation de la composition et papier et carton ainsi obtenus

Info

Publication number: FR2540153A1
Application number: FR8217085A
Authority: FR
Inventors: Jean Schneider; Serge Gosset; Pierre Lefer
Original assignee: Roquette Freres SA
Current assignee: Roquette Freres SA
Priority date: 1982-10-12
Filing date: 1982-10-12
Publication date: 1984-08-03
Also published as: EP0106763B1; DE3370499D1; EP0106763A1; ATE26138T1; US4600439A; FR2540153B1; CA1218480A

Abstract

Composition de couchage pour le papier et le carton comprenant, outre les pigments habituels, un agent fluidifiant et, à titre de liant, un amidon non dépolymérisé éventuellement modifié, ainsi que, généralement, un ou plusieurs produits synthétiques et/ou une ou plusieurs protéines.

Description

Composition et procédé de couchage du papier et du carton,

procédé de préparation de la composition et papier et car-

ton ainsi obtenus.

La présente invention a pour objet une composition

aqueuse pour le couchage du papier et du carton.

Elle vise également un procédé de couchage du papier mettant en oeuvre ladite composition, ainsi qu'un procédé pour la préparer. Elle vise enfin les papiers et cartons obtenus,

c'est-à-dire "couchés" à l'aide de cette composition.

Par le terme technique de "couchage", on désigne l'opération consistant à déposer sur une ou sur les deux

faces d'une feuille support en papier ou carton,une compo-

sition d e couchage formant un enduit; cet enduit confère à la feuille traitée un état de surface particulièrement régulier et donc apte à bien recevoir une impression fine,

tout en améliorant l'opacité et l'aspect du papier (blan-

cheur, lissé, brillant).

Une composition de couchage comprend au moins deux constituants, à savoir un pigment et un liant encore appelé adhésif.

Le premier de ces constituants, le pigment, inter-

vient comme suit lors de l'opération de couchage.

Le papier est constitué de fibres de dimensions variables qui, malgré l'opération habituelle de satinage, laissent subsister, d'une part, en surface des cavités dont

les dimensions sont de l'ordre de 50 à 100 microns et, d'au-

tre part, dans l'épaisseur du papier, des canaux plus ou

moins larges, désignés par le terme de macro-capillaires.

Quand, lors de l'opération de couchage, on recouvre la sur-

face avec un enduit à base de pigments très fins, ceux-ci viennent combler les cavités en nivelant la surface; les

canaux comportés par la couche ainsi mise en place sont ex-

trêmement fins, il s'agit de micro-capillaires d'une lar-

geur de l'ordre de 2 à 5 microns Lors de l'impression des papiers couchés, les pigments de l'encre, qui sont plus gros que les canaux de la couche, restent en surface alors que le support du pigment de l'encre qui est constitué par des huiles et des solvants est facilement absorbé par les

micro-capillaires, ce grâce à quoi la qualité de l'impres-

sion est améliorée.

Pour constituer le pigment de la composition de couchage, on a généralement recours à une dispersion aqueu- se de kaolin; il est également possible d'utiliser, soit séparément, soit le plus souvent en mélange avec le kaolin,

d'autres pigments tels que notamment le carbonate de cal-

cium, l'oxyde de titane, le sulfate de calcium, le blanc

satin (SO 4 Ca + A 1203) ou du talc très fin.

Pour constituer le liant de la composition de cou-

chage, on a généralement recours à des amidons, des pro-

téines comme la caséine ou la protéine de soja, ou à des

produits synthétiques comme l'alcool de polyvinyle, l'acétate de poly-

vinyle, les produits acryliques, les styrène-butadiène; la composition peut contenir un seul de ces produits, mais souvent on les

utilise en mélange La quantité de liant représente géné-

ralement de 5 à 30 % du poids de pigment Cette quantité est choisie notamment en fonction de la nature du pigment, en fonction du procédé de couchage utilisé et en fonction des qualités recherchées pour le papier ou le carton A titre d'exemple, on signale qu'il y a lieu de mettre en oeuvre plus de liant dans le cas du carbonate et du blanc satin que dans le cas du kaolin, dans le cas des charges

divisées que dans le cas des charges grossières.

Outre le pigment et le liant, une composition de

couchage comprend divers agents complémentaires parmi les-

quels on peut citer les réducteurs de mousse, les agents

de conservation, les colorants, les dispersants ou déflo-

culants comme le tripolyphosphate, le pyrophosphate ou l'hexamétaphosphate et les sels d'acides polycarboxyliques

qui retardent notamment la sédimentation des suspensions.

La formulation de la composition de couchage varie en fonction de la technique d'application, des qualités du papier support ou des propriétés recherchées, ces dernières

étant différentes suivant le mode d'impression (héliogra-

vure, impression typographique, offset, impression flexo-

graphique, sérigraphie) auquel les papiers couchés sont destinés.

A noter enfin que le simple aspect énergétique con-

duit à rechercher, pour une viscosité donnée, des composi-

tions de couchage présentant un extrait sec le plus élevé possible, de façon à ce que la dépense énergétique néces- saire à l'obtention d'un papier couché,,sec soit la plus

faible possible.

Les amidons utilisés jusqu'à présent, seuls ou en mélange avec les protéines ou les produits synthétiques susmentionnés pour constituer le liant de la composition

de couchage, sont des amidons dépolymérisés, éventuelle-

ment modifiés en outre par éthérification ou estérifica-

tion. Il a été en effet très difficile, voire pratiquement impossible, d'avoir recours à l'amidon non dépolymérisé dans des compositions de couchage, notamment en raison de

la difficulté d'obtenir, à partir d'un amidon non dépoly-

mérisé, une solution colloïdale correcte, vu que des sols d'amidon non dépolymérisé cuits pendant 90 minutes-au

bain-marie présentent encore des granules fortement gon-

flés Et même lorsqu'on obtient des sols corrects d'amidon

non dépolymérisé, ceux-ci présentent une viscosité exces-

sive, aggravée par la tendance des molécules à la réasso-

ciation ou rétrogradation, qui empêche en fait leur appli-

cation pratique dans des compositions de couchage.

Les amidons actuellement utilisés en couchage sont dépolymérisés soit par hydrolyse acide ou enzymatique, soit par oxydation, soit par dextrinification, certaines de ces dégradations (enzymatique ou oxydante) pouvant d'ailleurs être réalisées directement chez l'utilisateur C'est pour améliorer certaines propriétés (comme les propriétés de liaison ou de "lissé") des couches contenant de l'amidon en tant que liant, que l'on peut procéder, soit avant, soit après

la réaction de dépolymérisation, à des modifications chi-

miques comme l'éthérification ou l'estérification (acéty-

lation, cationisation, hydroxyéthylénation ou hydroxypro-

pylénation par exemple).

Il se trouve qu'actuellement les utilisateurs pré-

fèrent diminuer la proportion d'amidon dépolymérisé pré-

sente dans le liant constitutif des compositions de cou-

chage au bénéfice des produits synthétiques identifiés

plus haut; ces derniers entrent même seuls dans la cons-

titution des liants utilisés dans les compositions de cou-

chage mises en oeuvre dans certaines installations appropriées.

Cette désaffection à l'égard des amidons dépolymé-

risés doit être attribuée entre autres à leur pouvoir liant relativement peu élevé, à leurs propriétés médiocres de rétention d'eau

dues à la taille réduite des molécules d'amidon dépolymé-

risé, cette taille réduite favorisant par ailleurs la pé-

nétration de l'enduit de couchage dans la feuille traitée

en diminuant la solidité et la résistance de la couche.

De plus, les phénomènes de migration, essentielle-

ment au séchage sont importants.

Or, le coût des produits synthétiques est très élevé et en tout cas bien supérieur à celui des amidons

dépolymérisés et éventuellement modifiés.

Il s'ensuit qu'il existe dans l'industrie du papier et du carton le besoin d'un produit pouvant constituer le liant des compositions de couchage qui soit plus économique que les

produits synthétiques actuellement de plus en plus utili-

sés et qui ne présente pas les défauts des amidons dépoly-

mérisés dont les principaux sont rappelés ci-dessus.

Les propriétés bien connues des amidons non dépo-

lymérisés font que ces derniers répondraient au susdit besoin si les difficultés pratiquement insurmontables de préparation de sols corrects de viscosité acceptable à base de ces amidons non dépolymérisés n'en interdisaient

l'application.

Or, la Société Demanderesse a eu le mérite de trouver que, de façon surprenante et inattendue, il était possible d'utiliser des amidons non dépolymérisés dans la constitution des liants pour compositions de couchage dès

lors que ces amidons non dépolymérisés étaient mis en oeu-

vre en même temps qu'une proportion efficace d'au moins un agent dit "fluidifiant" choisi dans le groupe constitué par les sucres hydrogénés comprenant le sorbitol, le mannitol, le maltitol, le xylitol, le lactitol et les

hydrolysats d'amidon hydrogénés.

La composition aqueuse de couchage conforme à l'invention est donc caractérisée par le fait qu'elle comprend, outre le pigment: un ou plusieurs agents fluidifiants choisis dans le groupe constitué par les sucres hydrogénés comprenant

notamment le sorbitol, le mannitol, le maltitol, le xyli-

tol, le lactitol et les hydrolysats d'amidon hydrogénés,

la proportion d'agent fluidifiant étant de 0,40 à 20 par-

ties en poids pour 100 parties de pigment, et à titre de liant, un ou plusieurs amidons non dépolymérisés, éventuellement modifiés par éthérification,

estérification ou réticulation.

úénéralement, cette composition comprend également un ou

plusieurs produits synthétiques du groupe comprenant notamment l'al-

cool de polyvinyle, l'acétate de polyvinyle, les produits acryliques,

les styrène-butadiène, les copolymères synthétiques et/ou une ou plu-

sieurs protéines choisies notamment dans le groupe comprenant la ca-

séine et les protéines de soja.

Par l'expression "amidons non dépolymérisés", on

désigne les amidons n'ayant pas subi de traitement de dé-

polymérisation tel que notamment les hydrolyses acide ou

enzymatique, la dégradation oxydante ou la dextrinifica-

tion Ils peuvent être choisis parmi les amidons de toute

provenance et notamment parmi les amidons de mais, éven-

tuellement hybrides, l'amidon de blé et de riz, la fécule de pomme de terre, la fécule de manioc En outre, comme déjà mentionné précédemment, ces amidons peuvent avoir été

éthérifiés, estérifiés ou réticulés afin de modifier cer-

taines de leurs propriétés comme par exemple leur stabi-

lité en solution.

La présence des agents fluidifiants permet de con-

férer à la composition de couchage une viscosité et une

texture parfaitement adaptées au couchage du papier.

L'utilisation des amidons non dépolymérisés permet de remédier à tous les inconvénients précédemment décrits,

attachés à l'emploi des amidons dégradés, et permet notam-

ment d'obtenir un pouvoir liant plus élevé, une meilleure résistance de la couche, une meilleure rétention d'eau et

une meilleure homogénéité de la surface.

Il convient de souligner que l'effet des agents fluidifiants utilisés conformément à l'invention est très différent de l'effet des agents dispersants ou défloculants communément utilisés dans les dispersions de pigments et dont il va être question. Un pigment donné est essentiellement caractérisé, non seulement par sa composition chimique, mais également

par la taille et la disposition de ses particules consti-

tutives. En général, celles-ci sont accolées les unes aux

autres, et le nombre des possibilités d'assemblage est il-

limité; elles peuvent ainsi être groupées en "grappes" rassemblant peu ou beaucoup de particules individuelles

plus ou moins serrées les unes contre les autres.

La description du comportement des particules dans

la grappe est également important: nombre de particules, mobilité ou manque de mobilité, résistance à la rupture ou au réarrangement de la grappe et_état de surface de la grappe.

Il est admis que l'on réalise la dispersion du pig-

ment lorsqu'on réalise la rupture des grappes de particules

de pigments.

Les particules constitutives de la grappe peuvent être liées les unes aux autres par des liaisons chimiques aux points de contact, donnant aux grappes une résistance à peu près égale à celle des particules individuelles de même taille; elles peuvent également être assez faiblement liées les unes aux autres comme si elles étaient attirées par des forces magnétiques ou de gravitation (force de Van der Waals), ces arrangements particuliers pouvant être

"dérangés" ou rompus par l'application d'une force.

La dislocation des grappes de particules liées par des liaisons chimiques à leurs points de contact est désignée

par le terme "désagrégation" Après désagrégation ou sépa-

ration des particules, les liens ne sont pas reformés, le

processus de désagrégation étant donc irréversible.

La dislocation des grappes de particules liées par des forces de type Van der Waals est désignée par le terme "défloculation" Ce phénomène est réversible On empêche

cette réversibilité en introduisant dans le système de pig-

ments des produits chimiques qui agissent sur les surfaces

de particules pour que celles-ci se repoussent mutuellement.

L'utilisation d'agents dispersants est donc une par-

tie essentielle du processus de dispersion qui rend effi-

cace l'emploi de l'énergie mécanique et qui diminue la vis-

cosité de la suspension des pigments.

Une composition de couchage comporte des particules

de pigment et un liant, en solution aqueuse formant un mi-

lieu fluide, dans lequel les particules de pigment sont en suspension Le milieu fluide ne comprend pas seulement le liant ou adhésif mais également toutes les autres matières dissoutes, en particulier les agents fluidifiants utilisés

conformément à l'invention.

L'amidon ou la caséine, par exemple, quoique en so-

lution colloïdale, sont dans un état de solubilité suffi-

sant pour qu'ils soient nettement considérés comme une

partie du fluide.

Le milieu fluide agit comme un lubrifiant entre les

particules et leur permet de glisser les unes sur les au-

tres beaucoup plus facilement qu'elles ne pourraient le

faire si elles étaient sèches.

La faible dimension des molécules d'agent fluidi-

fiant utilisées conformément à l'invention fait qu'elles présentent une mobilité importante mais, en dépit de cette réalité, il est surprenant de constater que l'addition d'un quelconque de ces agents ou de plusieurs d'entre eux, addition qui conduit à une augmentation de la teneur en

matières sèches de l'ensemble, se traduise par une diminu-

tion de la viscosité telle que le terme "agent fluidifiant"

paraît s'imposer pour désigner les agents entrant, confor-

mément à l'invention, dans la constitution du liant.

Cet effet de diminution de la viscosité n'est pas réalisé par l'augmentation du taux d'agents dispersants ou défloculants communément utilisés dans les dispersions de

pigments; bien au contraire, il est connu que l'augmenta-

tion du taux d'incorporation de ces produits entraîne, au-

delà du taux d'utilisation optimal, une élévation très

rapide de la viscosité de la préparation de couchage.

C'est donc bien la sélection des agents fluidifiants

utilisés conformément à l'invention qui permet l'utilisa-

tion, à titre d'agent liant, des amidons non dépolymérisés.

Le procédé de couchage du papier ou du carton con-

forme à l'invention est caractérisé par le fait que l'on

applique, sur l'une ou les deux faces du papier et du car-

ton, la composition aqueuse de couchage conforme à l'in-

vention. Tous les dispositifs et appareillages conventionnels tels que les coucheuses à brosses, les coucheuses CHAMPION,

les coucheuses à lame d'air ou à râcle traînante, les cou-

cheuses à rouleaux multiples ou les coucheuses à rouleaux

gravés, les coucheuses de type 3 ILL-BLADE et autres peu-

vent être utilisés pour cette application.

Le procédé de préparation de la composition aqueuse de couchage conforme à l'invention est caractérisé par le fait que l'on prépare, d'une part, une colle d'amidon non dépolymérisé, d'autre part, une dispersion de pigments, que

l'on réalise le mélange de la colle d'amidon et de la dis-

persion de pigments, et que l'on introduit une proportion

efficace d'agent fluidifiant choisi dans le groupe consti-

tué par les sucres hydrogénés comprenant notamment le sorbitol,

le mannitol, le maltitol, le xylitol, le lactitol et les hy-

drolysats d'amidon hydrogénés, par addition soit'dans l'eau servant à la préparation de la colle d'amidon et/ou de la dispersion de pigments, soit dans la colle d'amidon, soit dans la dispersion de pigments, soit dans le mélange des

deux ou dans la préparation finale de couchage.

La cuisson de l'amidon non dépolymérisé peut être effectuée par toute technique appropriée et notamment par

une cuisson dans un appareil à injection de vapeur vive.

De préférence, on réalise cette cuisson par passage d'une suspension d'amidon non dépolymérisé dans un appareil

du type "Jet Cooker", bien connu des amidonniers, dans le-

quel la cuisson de l'amidon est obtenue par introduction de vapeur d'eau à une pression supérieure à la pression atmosphérique De préférence toujours, la cuisson de l'amidon non dépolymérisé est réalisée à une matière

sèche comprise entre 5 % et 30 %, à une température supé-

rieure à 1200 C et en un temps généralement supérieur à 20 secondes, ce grâce à quoi on obtient une colle d'amidon

non dépolymérisé ne comportant pratiquement plus de granu-

les fortement gonflés mais non éclatés, responsables des développements de viscosité et d'un manque de stabilité. Parmi les agents fluidifiants, dentifiés plus

haut, on utilise préférentiellement le sorbitol ou les hy-

drolysats d'amidon hydrogénés, obtenus par hydrolyse acide

et/ou enzymatique de tous amidons suivie d;hydrogénation.

Ces hydrolysats d'amidon hydrogénés sont constitués prin-

cipalement et en des proportions variables selon le mode d'hydrolyse appliqué par du sorbitol, du maltitol, de

l'isomaltitol et des oligo et polysaccharides hydrogénés.

Plus préférentiellement encore, on a recours à du sorbitol ou à des hydrolysats d'amidon hydrogénés préparés

à partir d'hydrolysats d'amidon présentant un D E (Dex-

trose Equivalent) supérieur à 25; on préfère notamment

les hydrolysats présentant un pourcentage de sorbitol su-

périeur à 60 % exprimé sur la matière sèche.

Exprimée en matières sèches par rapport à la quan-

tité de pigments, la proportion d'agent fluidifiant entrant

dans la composition de couchage selon l'invention est d'en-

viron 0,40 % à 20 % en poids, de préférence de 0,50 % à % en poids, et plus préférentiellement encore de 0,50 %

à 7,5 % en poids.

Les quantités de liants utilisées dans les compo-

sitions de couchage selon l'invention sont de 5 à 30 % en

poids par rapport au poids des pigments.

Pour la constitution du liant, on peut avoir re-

cours uniquement à des amidons non dépolymérisés mais généralement on utilise en même temps les autres agents

liants conventionnels.

La proportion d'amidon non dépolymérisé présente

dans les compositions de couchage selon l'invention s'éta-

blit, les pourcentages étant exprimés sec/sec, entre 0,2 et 30 % et, de préférence, entre 0,5 et 30 % par rapport

au poids de pigment.

Les compositions de couchage selon l'invention dont le liant est constitué au moins en partie par de l'amidon non dépolymérisé, peuvent être formulées à de très hautes teneurs en matières sèches, de l'ordre de 60 à 70 %, tout en présentant une viscosité compatible avec leur application sur les machines de couchage existantes et tout en n'occasionnant aucune difficulté, par exemple lors de l'opération finale de filtration de la composition

de couchage, opération qui consiste à débarrasser la com-

position notamment des agglomérats qu'elle peut contenir.

Dans le cas de formulations de couchage à plus basse teneur en matières sèches, de l'ordre de 45 % par

exemple, l'utilisation des compositions conformes à l'in-

vention permet, à viscosité égale, d'élever sensiblement la matière sèche, ce qui présente un intérêt du point de

vue énergétique.

Un autre avantage inhérent à l'utilisation des compositions de couchage selon l'invention réside dans la meilleure plastification de la couche, apportée par la présence dans les compositions des sucres hydrogénés et

plus particulièrement du sorbitol.

L'invention pourra être mieux comprise à l'aide

des exemples suivants.

EXEMPLE 1

Comparaison entre deux compositions de couchage selon

l'art antérieur comportant comme systèmes liants respec-

tivement un amidon dépolymérisé et un latex pour la pre-

mière, un amidon non dépolymérisé et un latex pour la deuxième. Les pigments utilisés sont du carbonate de calcium

naturel et du kaolin, et le dispersant utilisé est cons-

* titué par un polyacrylate, vendu sous la marque "DISPEX

N 40 " par la Société ALLIED COLLOIDS.

La première composition a été préparée à partir

d'amidon dépolymérisé par voie enzymatique-

Pour ce faire, on a traité une suspension d'amidon de mais dans un convertisseur enzymatique continu tel que

construit selon le brevet français NI 1 391 011 et com-

mercialisé par la Société Demanderesse, la transformation enzymatique étant effectuée pendant 30 minutes à 85 i C en présence de 1,4 parties d'a-amylase pour 1000 parties

d'amidon L'inhibition de l'enzyme a été réalisée sur l'ap-

pareil par un flash thermique à 1400 C pendant 90 secondes.

Par ailleurs, on a préparé une dispersion des pig-

ments à partir des constituants suivants eau potable 3 600 g "DISPEX N 40 " 35 g kaolin (de marque "DINKIE A", commercialisé par la Société ENGLISH CHINA CLAYS) 6 030 g ammoniaque 80 ml carbonate de calcium, commercialisé sous la marque "OMYALITE 90 " par la Société OMYA) 2 590 g en traitant le mélange par passage dans un déliteur de

marque-"CELLIER" pendant 15 minutes.

A la dispersion de pigments ainsi obtenue, on a ajouté tout d'abord 2153 g de la susdite colle d'amidon dépolymérisé par voie enzymatique présentant une teneur en matières sèches de 28 %, soit 7 % de "matière sèche/

matière sèche" (ci-après désignée "sec/sec" par souci de simplici-

té) par rapport au pigment Puis on a ajouté 1380 g de latex SB 024 (commercialisé par la Société RHONE POULENC) à 50 % de matières sèches, ce qui équivaut à 8 % sec/sec

par rapport au pigment.

Pour préparer la deuxième composition de couchage, on a ajouté 1725 g d'une colle d'amidon non dépolymérisé présentant une matière sèche de 20 % (ce qui équivaut à

4 parties d'amidon compté en sec pour 100 parties de pig-

ment), à une dispersion de pigments préparée de la même manière que précédemment On a ajouté ensuite 1380 g de latex SB 024 à 50 % de matières sèches, soit 8 % sec/sec

par rapport au pigment.

La colle d'amidon non dépolymérisé a été préparée par passage d'amidon de maïs natif sur un Jet-Cooker, à une température de 1500 C et durant 3 minutes sous une

pression de 5 bars.

Les viscosités des deux susdites colles d'amidon ont été mesurées sur un viscosimètre BROOKFIELD du type R.V T, pour une vitesse de 20 tours par minute; puis

elles ont été mesurées une nouvelle fois, les colles d'a-

midon ayant été maintenues au bain-marie pendant 24 heures à 90 C sans et avec une légère agitation Ces viscosités enregistrées sont réunies dans le tableau I.

TABLEAU I

Viscosité

BROOKFIELD

après avec agitation 24 h sans agitation Viscosité Viscosité

BROOKFIELD BROOKFIELD

% de matières sèches Amidon dépolymérisé par voie enzymatique

Amidon non dépoly-

mérisé L ________ I ____________ t ___________ J cps 3000 cps 62,5 cps 3700 cps 88 cps 4550 cps Les viscosités des deux compositions de couchage ont ensuite été mesurées à 30 C, le stockage étant réalisé

avec et sans agitation.

La rétention d'eau a été mesurée sur une rampe et

des filtres de type FANN classiques du genre de ceux uti-

lisés pour l'étude des boues de forage, sous une pression

de 6,9 bars.

Dans le tableau II, on a reuni les résultats obte-

nus.

TABLEAU II

Composition à base Composition à base d'amidon dépolymérisé d'amidon non dépolymérise par voie enzymatiqueris par voeezyau Viscosité Brookfield

type R V T 20 t/min.

(cps) 3100 4000 3800 5600 8200 7400 6300 9000 Viscosité Hercules 1100 t/min (cps) (broche n 2,5) 113 164 176 147 326 193 144 215 Matière sèche 61,5 61,4 Rétention d'eau (en ml de filtration) 7 mn 30 0,3 0,5 0,5 0,7 0, 9 0,8 mn 0,5 0,9 0,9 1,2 1,3 1,2 mn 1,1 1,3 1,3 1,8 2,0 1,9 45 mn 1,5 1,8 1,8 2,5 2,5 2,4 mn 1,8 2,0 1,9 2,8 3,0 2,9 On constate que la viscosité de la composition de

couchage à base d'amidon non dépolymérisé est très supérieu-

re à celle de la composition à base d'amidon dépolymérisé

par voie enzymatique La viscosité HERCULES, très représen-

tative étant donné le cisaillement appliqué, est ainsi pra-

tiquement double de celle obtenue avec amidon dépolymérisé;

une telle viscosité rend pratiquement inapplicable l'utili-

sation de la composition correspondante pour le couchage du papier et du carton En particulier, la filtration de la

composition destinée à la débarrasser des agglomérats éven-

tuellement présents est rendue extrêmement difficile.

On constate également que l'on obtient, avec la composition à base d'amidon non dépolymérisé, une rétention

d'eau très correcte, malgré l'utilisation d'un taux d'amy-

lacé sensiblement moins élevé ( 4 % au lieu de 7 %).

Ceci confirme l'intérêt de l'emploi de l'amidon non dépolymérisé, à condition que l'on arrive à réduire la

viscosité sans pour autant nuire aux autres caractéristi-

0 h 3 h 24 h 24 h O h 3 h 24 h 24 h avec avec sans avec avec sans

ag ag ag ag ag ag.

ques.

EXEMPLE 2

Cet exemple illustre l'effet de l'addition de sor-

bitol en fonction du moment choisi pour cette addition à une composition de couchage contenant l'amidon non dépoly-

mérisé en tant que liant.

Pour préparer la composition de couchage, on a

réalisé la dispersion dans 3500 g d'eau des produits sui-

vants: dispersant "DISPEX N 40 " 35 g kaolin "DINKIE A" 6 030 g ammoniaque 80 ml

"OMYALITE 90 " 2 590 g.

en utilisant un appareil du type CELLIER pendant 30 minu-

tes.

On a ajouté ensuite à la dispersion environ 1725 g d'une colle d'amidon de mais non dépolymérisé à 20 % de matières sèches, préparée sur Jet- Cooker dans les mêmes conditions qu'à l'exemple 1, soit 4 % d'amidon sec par

rapport aux pigments. On a ajouté enfin 1380 g de latex SB 024, soit 8 %

en sec par rapport aux pigments.

A plusieurs échantillons de cette composition, on a ajouté chaqu, fois 160 g d'une solution de sorbitol NEOSORB 70/02 à 70 % de matières sèches, soit 0,7 % de sorbitol sec par rapport à l'ensemble de la composition ou 1,29 % sec/sec par rapport aux pigments, les additions de sorbitol étant effectuées à différentes phases de la préparation, à savoir: addition dans la dispersion de pigments, après minutes de dispersion (préparation A)

addition à la fin de la préparation, après l'in-

troduction du latex (préparation B)

addition à la fois dans la dispersion de pig-

ments et dans la préparation finale après l'in-

troduction du latex, en deux parties égales, soit 80 g dans la dispersion et 80 g dans la

préparation finale (préparation C).

Pour la préparation sans sorbitol et pour chacune des autres préparations ainsi réalisées, on a mesuré les viscosités ainsi que la rétention d'eau et on a réuni les

chiffres dans le tableau III.

TABLEAU III

On constate duction, l'addition que, quelle que soit de 0,7 % de sorbitol

la phase d'intro-

dans la composi-

tion de couchage permet de réduire la viscosité de façon

très significative.

Les caractéristiques de rétention d'eau et de mi-

gration ne sont par ailleurs pas affectées par l'addition

de sorbitol.

EXEMPLE 3

Influence de la proportion (taux croissants) de sorbitol dans une composition de couchage contenant de l'amidon

non dépolymérisé comme agent liant.

On utilise la formule suivante: eau 5 400 g "DISPEX N 40 " 52,5 g kaolin "DINKIE A" 9 045 g ammoniaque 120 ml

"OMYALITE 90 " 3 860 g.

Le kaolin représente donc 70 % de la charge totale

et le carbonate de calcium 30 %.

La dispersion des pigments a été effectuée en 15

minutes à grande vitesse sur déliteur CELLIER -

On a ensuite ajouté à la dispersion de pigments ainsi obtenue, une colle d'amidon de maïs non dépolymérisé

à 20 % de matières sèches, préparée dans les mêmes condi-

Viscosité Viscosité Matières Rétention BROOKFIELD HERCULES sèches d'eau ( 20 t/min) (broche n l) 10 mn 60 mn Préparation sans sorbitol 13 500 cp 3 196 cp 62,4 0,7 2,6 Préparation A 8 800 cp 2 327 cp 62,4 0,8 2,5 Préparation B 7 000 cp 1 682 cp 62,4 0,8 2,7 Préparation C 7 800 cp 2 187 cp 62,4 tions qu'à l'exemple 1, la quantité ajoutée étant de

2 587 g, soit 4 % sec/sec par rapport aux pigments.

A l'ensemble, on a ajouté ensuite 2 070 g 9 de latex

SB 024, soit 8 % sec/sec.

A différents échantillons identiques de la composi- tion ainsi préparée, on a alors ajouté des proportions croissantes de sorbitol sous forme d'une solution à 70 % de matière sèche tel que celui commercialisé par la Société

Demanderesse sous la marque NEOSORB 70/02 È Le taux d'in-

troduction était de O à 2,1 % de sorbitol sec par rapport

à l'ensemble de la préparation de couchage.

Les mesures de viscosité sont rassemblées dans le

tableau IV.

TABLEAU IV

A l'examen de ces résultats, on constate que l'effet

du sorbitol augmente avec le pourcentage introduit, l'ac-

tion fluidifiante ne passant pas par un maximum C'est là

une différence fondamentale par rapport aux effets enregis-

trés uniquement sous l'influence d'agents dispersants de pigments. En particulier, pour un taux de sorbitol de 2,1 % par rapport à l'ensemble de la formule, la viscosité est

diminuée de moitié.

Lors de ces mesures, le p H était de 8,8 et la teneur

en matière sèche d'environ 62 %.

On a ensuite étudié sur les mêmes compositions la

rétention d'eau en utilisant une rampe et des filtres FANN.

La pression était de 6,9 bars, obtenue à l'aide d'air com-

POURCENTAGE VISCOSITE BROOKFIELD VISCOSITEHERCULES

de sorbitol (% Type RVT 20 t/min 1100 t/min.

(broche n'5) (broche N O 2,5) O 8900 cp 357 cp 0,35 6 300 cp 286 cp 0,70 5 100 cp 241 cp 1,40 4 400 cp 215 cp 2,10 4 200 cp 170 cp primé. Les résultats sont réunis dans le tableau V.

TABLEAU V

On constate, au vu de ces résultats, que la réten-

tion d'eau n'est pas perturbée par la présence du sorbi-

tol, même en quantité importante.

De plus, on constate que les compositions selon l'invention ne donnent pas lieu à des effets néfastes de migration.

Ensuite et toujours à l'aide des susdites composi-

tions, on a procédé à des essais de couchage sur un sup-

port papier préalablement surfacé de 70 g/m.

La vitesse de la machine de couchage était de 140 mètres/minute, la température du séchoir de 170 C et la dépose (quantité de composition par unité de surface) de

12 g/m 2.

Les tests auxquels ont été soumis les papiers ainsi "couchés" sont: le test dit aux "Cires Dennisson" (cf norme TAP Pl T 459 os 75), le test dit "IGT-encre 3805 " (cf norme TAP Pl T 499 su 64) et le test dit "IGT humide encre 3801 " (cf norme

TAP Pl T 499 su 64).

Les résultats obtenus dans ces tests sont réunis

dans le tableau VI.

POURCENTAGE DE SORBITOL FILTRAT (en ml) APRES 7,Smn 15 mn 30 mn 60 mn I_,

0 1 1,3 1,9 2,8

0,35 1 1,3 2,0 2,9

0,70 0,9 1,2 1,8 2,7

1,40 0,8 1,1 1,7 2,5

2,10 1 1,3 2 3

TABLEAU VI

( 1) LA: Léger Arrachage

On observe que le test aux cires DENNISSON est légè-

rement amélioré par l'utilisation de sorbitol Il s'ensuit

que la résistance de surface est meilleure.

Le test IGT est également sensiblement amélioré.

EXEMPLE 4

Comparaison entre la viscosité d'une composition de cou-

chage à base d'amidon non dépolymérisé ne contenant pas

d'agent fluidifiant et les viscosités de différentes com-

positions de couchage selon l'invention comprenant divers

sucres hydrogénés.

La formule et le mode de préparation de la composi-

tion de couchage témoin sont les mêmes qu'à l'exemple 2.

Le taux d'incorporation des différents agents flui-

difiants testés a été dans tous les cas de 1,29 % sec/sec par rapport aux pigments, les agents fluidifiants ayant

été ajoutés dans la préparation finale.

Les agents fluidifiants testés sont une solution de sorbitol commercialisée sous la marque de fabrique NEOSORB 70/02 , un hydrolysat d'amidon hydrogéné N O 1, un hydrolysat d'amidon hydrogéné N O 2, le mannitol,

le xylitol.

L'hydrolysat d'amidon hydrogéné N O 1 correspond à celui commercialisé par la Société Demanderesse sous la

marque de fabrique NEOSORB 70/70 ; il présente la com-

TESTS Proportion de SORBITOL (X) Cires DENNISSON IGT IGT humide 3 O 8 LA ( 1) 80 cm bon 0,35 8 sup 121 cm bon 0,70 9 LA sup 121 cm bon 1,40 9 LA sup 121 cm bon 2,10 9 sup 121 cm bon ______ 2 ______ 9 ______ 121 _cmbo position suivante, les pourcentages étant exprimés sur la matière sèche: sorbitol 74 % disaccharides hydrogénés 20 %

autres saccharides hydrogénés 6 %.

L'hydrolysat d'amidon hydrogéné,n 2, obtenu par hydrogénation d'un hydrolysat d'amidon de D E égal à 33, présente la composition suivante: sorbitol 6,5 % maltitol 26 % DP 3 (produit de degré de poly 20 % mérisation égal à 3)

DP 4 10 %

DP 5 à DP 9 16 %

DP 10 à DP 20 14 %

DP supérieur à 20 7,5 %.

Les résultats des mesures de viscosité sont réunis

dans le tableau VII.

TABLEAU VII

On constate, à l'examen de ces résultats, que les compositions de couchage conformes à l'invention présentent une viscosité très nettement inférieure à la composition

témoin, ce qui rend possible leur utilisation dans le cou-

chage du papier.

VISCOSITE BROOKFIELD VISCOSITE HERCULES (cps) (cps) ( 20 t/min) (broche n 1) r,, _ Témoin 13 500 3 196 Sorbitol (NEOSORB

/02) 7 000 1 682

Hydrolysat d'amidon hydrogéné n 1 7 400 1 734 Hydrolysat d'amidon hydrogéné n 2 7 800 1 887 Mannitol 7 200 1 700 Xylitol 7 500 1 852

Claims

REVENDICATIONS

1 Composition aqueuse de couchage pour le papier et le carton, caractérisée par le fait qu'elle comprend, outre le pigment: un ou plusieurs agents fluidifiants choisis dans le groupe constitué par les sucres hydrogénés comprenant

notamment le sorbitol, le mannitol, le maltitol, le xyli-

tol, le lactitol et les hydrolysats d'amidon hydrogénés,

la proportion d'agent fluidifiant étant de 0,40 à 20 par-

estérification ou réticulation.

2 Composition selon la revendication 1, caracté-

risée par le fait qu'elle comprend un ou plusieurs pro-

duits synthétiques du groupe comprenant notamment l'alcool

de polyvinyle, l'acétate de polyvinyle, les produits acry-

liques, les styrène-butadiène, les copolymères synthéti-

ques et Jou une ou plusieurs protéines choisies notamment dans le groupe comprenant la caséine et les protéines de soja. 3 Composition aqueuse de couchage selon l'une des

revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la

proportion d'agent fluidifiant est de 0,50 à 15 % en poids et, de préférence, de 0,50 à 7,5 % en poids par rapport à

la quantité de pigment.

4 Composition aqueuse de couchage selon l'une des

revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la pro-

portion d'amidon non dépolymérisé est de 0,2 à 30 %, de

préférence de 0,5 à 30 % par rapport au poids du pigment.

Procédé de préparation d'une composition aqueuse

de couchage selon l'une des revendications 1 à 4, caracté-

risé par le fait que l'on prépare, d'une part, une colle d'amidon non dépolymérisé, d'autre part, une dispersion de pigments, que l'on réalise le mélange de la colle d'amidon et de la dispersion de pigments, et que l'on introduit une proportion efficace d'agent fluidifiant choisi dans le

groupe constitué par les sucres hydrogénés comprenant no-

tamment le sorbitol, le mannitol, le maltitol, le xylitol, le lactitol et les hydrolysats d'amidon hydrogénés, par addition soit dans l'eau servant à la préparation de la colle d'amidon et/ou de la dispersion de pigments, soit

dans la colle d'amidon, soit dans la dispersion de pig-

ments, soit dans le mélange des deux ou dans la préparation

finale de couchage.

6 Procédé de couchage du papier et du carton, caractérisé par le fait que l'on applique, sur l'une ou les deux faces du papier ou du carton, la composition

aqueuse de couchage selon l'une des revendications 1 à 4.