FR2773167A1 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF MIXED MINERAL FLOCKS BASED ON TIO2, COMPOSITION BASED ON TIO2 AND SIO2 AND ITS USE AS AN OPACIFYING AGENT IN PARTICULAR IN THE PAPER INDUSTRY - Google Patents

PROCESS FOR THE PREPARATION OF MIXED MINERAL FLOCKS BASED ON TIO2, COMPOSITION BASED ON TIO2 AND SIO2 AND ITS USE AS AN OPACIFYING AGENT IN PARTICULAR IN THE PAPER INDUSTRY Download PDF

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Abstract

The invention concerns a method for preparing a composition based on TiO2 useful as opacifier which consists in mixing with an aqueous TiO2 dispersion an aqueous dispersion of at least an inorganic spacer, in conditions such that the two mineral species combine into mixed mineral flocs wherein the TiO2 particles are globally spaced from one another by the spacer particles and/or aggregates. The invention also concerns a composition based on TiO2 and SiO2 characterised in that the TiO2 and SiO2 particles are combined therein in the form of mixed mineral flocs based on TiO2 and SiO2 wherein the TiO2 particles are globally isolated from one another by said silica aggregates and its use as opacifier, in particular in the paper industry.

Description

La présente invention a pour objet une composition à base de TiO2, utile àThe subject of the present invention is a composition based on TiO2, useful for

titre d'agent opacifiant notamment dans les papiers lamifiés et un  as an opacifying agent, especially in laminated papers and a

procédé de préparation permettant d'obtenir ladite composition.  preparation process for obtaining said composition.

Le papier lamifié, appelé communément papier décor, est l'élément de surface à fonction opacifiante et décorative, utilisé pour la  Laminated paper, commonly called decor paper, is the surface element with an opacifying and decorative function, used for the

fabrication des panneaux stratifiés, destinés à l'industrie de l'ameublement.  manufacture of laminated panels, intended for the furniture industry.

Une particularité du papier décor est de posséder un taux io extrêmement élevé de TiO2, pouvant atteindre jusqu'à 40 % de la masse de la  A special feature of decor paper is that it has an extremely high rate of TiO2, up to 40% of the mass of the

feuille sèche.dry leaf.

A titre comparatif, les papiers type impression-écriture peuvent  For comparison, print-write type papers can

en contenir au grand maximum 10 %.contain a maximum of 10%.

En fait, cette teneur importante en TiO2 s'explique par le niveau d'opacité exigé pour un papier décor. Ce papier subit un processus de stratification qui tend à le rendre transparent. Or, ceci est incompatible avec ses fonctions opacifiantes et décoratives. Il est donc nécessaire d'y remédier  In fact, this high content of TiO2 is explained by the level of opacity required for decorative paper. This paper undergoes a stratification process which tends to make it transparent. However, this is incompatible with its opacifying and decorative functions. It is therefore necessary to remedy it.

par apport d'un agent opacifiant.by adding an opacifying agent.

Le dioxyde de titane est classiquement utilisé pour cette application car c'est le seul pigment blanc pouvant apporter les niveaux  Titanium dioxide is conventionally used for this application because it is the only white pigment that can provide the levels

d'opacité exigés grâce à son indice de réfraction élevé.  opacity required thanks to its high refractive index.

La demande WO 89/08739 propose toutefois de remplacer à raison de 5 à 40 % en poids, le TiO2 par de la silice précipitée amorphe et de mettre en oeuvre les mélanges correspondants, plus intéressants sur un plan  WO 89/08739 however proposes to replace at a rate of 5 to 40% by weight, TiO2 by amorphous precipitated silica and to implement the corresponding mixtures, which are more advantageous in terms of

économique, à titre de charges dans l'industrie papetière.  economic, as charges in the paper industry.

Conventionnellement, les feuilles de papier sont préparées à partir d'un mélange de fibres cellulosiques et de charges minérales dont majoritairement le TiO2 dispersées dans l'eau. Ce mélange est contenu dans une "caisse de tête" qui alimente une toile o la feuille se forme par égouttage et filtration. Lors de cette filtration, les fibres de cellulose sont retenues sur la toile ainsi qu'une partie de la charge minérale, en interactions ou non avec les fibres enchevêtrées. On obtient ainsi "le matelas fibreux" qui après séchage  Conventionally, the sheets of paper are prepared from a mixture of cellulose fibers and mineral fillers, mainly TiO2 dispersed in water. This mixture is contained in a "headbox" which feeds a canvas where the sheet is formed by drainage and filtration. During this filtration, the cellulose fibers are retained on the canvas as well as part of the mineral filler, whether or not in interaction with the entangled fibers. We thus obtain "the fibrous mattress" which after drying

donne la feuille de papier.give the sheet of paper.

En fait, il s'avère que seule une partie de la quantité initiale en TiO2 est retenue dans le matelas fibreux et en outre que cette fraction est généralement trop agglomérée pour que le TiO2 puisse développer un  In fact, it turns out that only a part of the initial amount of TiO2 is retained in the fibrous mat and further that this fraction is generally too agglomerated for the TiO2 to develop a

maximum d'opacité.maximum opacity.

Pour réduire cette perte en TiO2 lors de la formation du matelas fibreux, les papetiers introduisent généralement dans leurs mélanges cellulosiques des agents de rétention. Ces agents sont classiquement des polymères cationiques qui permettent la fixation des particules de TiO2 sur les  To reduce this loss of TiO2 during the formation of the fibrous mat, papermakers generally introduce retention agents into their cellulose mixtures. These agents are conventionally cationic polymers which allow the fixation of TiO2 particles on the

fibres par des phénomènes d'homo- et d'hétéro-floculation.  fibers by homo- and hetero-flocculation phenomena.

Toutefois, dans le cas de la rétention de charges opacifiantes, tel le dioxyde de titane, I'utilisation d'un polymère électriquement chargé, entraîne une perte d'efficacité en opacité en raison d'une floculation trop forte et trop dense. En conséquence, il apparaît que le simple fait de retenir le TiO2 dans le matelas fibreux n'est pas suffisant en soi en terme de rendement d'opacité. Il serait également nécessaire de maintenir le TiO2 dans le matelas fibreux, sous une forme suffisamment dispersée pour qu'il puisse conserver  However, in the case of the retention of opacifying fillers, such as titanium dioxide, the use of an electrically charged polymer results in a loss of efficiency in opacity due to too strong and too dense flocculation. Consequently, it appears that the simple act of retaining TiO2 in the fibrous mat is not sufficient in itself in terms of opacity yield. It would also be necessary to maintain the TiO2 in the fibrous mat, in a sufficiently dispersed form so that it can retain

i5 ses propriétés pigmentaires et développer un bon pouvoir opacifiant.  i5 its pigmentary properties and develop a good opacifying power.

Avantageusement, on pourrait alors obtenir la même opacité tout en engageant moins de TiO2. Le rendement d'opacité du TiO2 en serait significativement augmenté. A cet effet, la demande de brevet internationale WO 97/18268 propose de procéder à un traitement de surface des particules de TiO2. Ce traitement consiste à les recouvrir d'une monocouche de particules inorganiques comme la silice et dont la taille particulaire demeure inférieure à celle des particules de TiO2. Ce revêtement de type monocouche particulaire  Advantageously, we could then obtain the same opacity while engaging less TiO2. The opacity yield of TiO2 would be significantly increased. To this end, international patent application WO 97/18268 proposes to carry out a surface treatment of the TiO2 particles. This treatment consists in covering them with a monolayer of inorganic particles such as silica and whose particle size remains smaller than that of the TiO2 particles. This particulate monolayer type coating

permet d'espacer les particules de TiO2, les unes des autres.  allows spacing of the TiO2 particles from each other.

La présente invention a précisément pour objet de proposer une nouvelle composition à base de TiO2 répondant à l'ensemble des exigences  The object of the present invention is precisely to propose a new composition based on TiO2 which meets all the requirements.

évoquées ci-dessus.mentioned above.

Plus particulièrement, elle propose un nouveau système d'agent opacifiant permettant d'améliorer à la fois la rétention du TiO2 lors de la formation du matelas fibreux, et de l'y conserver dans une structure de  More particularly, it proposes a new opacifying agent system making it possible to improve both the retention of TiO2 during the formation of the fibrous mat, and to store it there in a structure of

floculation la moins pénalisante possible pour l'opacité.  flocculation least penalizing possible for opacity.

Les inventeurs ont ainsi mis en évidence qu'une solution au problème de l'agglomération de la charge minérale consistait à créer des flocs minéraux mixtes en intercalant entre les particules de TiO2 des particules, sous  The inventors have thus demonstrated that a solution to the problem of agglomeration of the mineral filler consists in creating mixed mineral flocs by intercalating between the TiO2 particles of the particles, under

forme d'agrégats ou non, d'un agent dit espaceur de nature inorganique.  form of aggregates or not, of a so-called inorganic spacer agent.

Les flocs minéraux mixtes obtenus selon l'invention, sont avantageux à plusieurs titres: - ils permettent de maintenir suffisamment dispersées les particules de TiO2 lors des différentes étapes de formation de la feuille de papier pour que le maximum d'entre elles puissent développer leur caractere pigmentaire et donc participer à l'opacité dans la feuille sèche, - ils possèdent une structure ouverte, ce qui est propice à une meilleure rétention, - ils se révèlent également suffisamment résistants pour résister aux forces capillaires qui interviennent lors de l'égouttage et du séchage du matelas fibreux, ainsi qu'aux cisaillements que l'on peut rencontrer au cours de  The mixed mineral flocs obtained according to the invention are advantageous for several reasons: - they make it possible to keep the TiO2 particles sufficiently dispersed during the various stages of formation of the paper sheet so that the maximum of them can develop their character pigmentary and therefore participate in the opacity in the dry leaf, - they have an open structure, which is conducive to better retention, - they also prove to be sufficiently resistant to withstand the capillary forces which occur during draining and drying of the fibrous mat, as well as the shears that may be encountered during

la fabrication de la feuille.the manufacture of the sheet.

En fait, la cohésion interne des flocs minéraux mixtes, issus de l'association au TiO2 d'au moins un agent espaceur inorganique, repose sur la solidité de liaisons ioniques établies entre le TiO2 et l'agent espaceur. Cette cohésion découle directement du processus retenu pour préparer lesdits flocs  In fact, the internal cohesion of the mixed mineral flocs, resulting from the association with TiO2 of at least one inorganic spacer agent, is based on the solidity of ionic bonds established between TiO2 and the spacer agent. This cohesion stems directly from the process used to prepare said flocs

minéraux mixtes.mixed minerals.

Plus précisément, ces flocs sont obtenus dans des conditions opératoires telles que le TiO2 et l'agent espaceur inorganique considéré  More specifically, these flocs are obtained under operating conditions such as TiO2 and the inorganic spacer agent considered

présentent des charges de surface opposées et significativement différentes.  have opposite and significantly different surface charges.

En particulier le TiO2 et l'agent espaceur inorganique considéré se doivent de posséder des points isoélectriques suffisamment différents pour qu'il puisse exister une plage de pH dans laquelle ces deux espèces minérales possèdent des charges opposées. Dans ces conditions, les deux espèces minérales manifestent l'une vis à vis de l'autre une attraction électrostatique. Les forces d'attraction résultantes doivent être suffisantes pour d'une part conduire à un 3o agencement structural des deux composés et d'autre part pour les stabiliser  In particular TiO2 and the inorganic spacer agent considered must have sufficiently different isoelectric points for there to be a pH range in which these two mineral species have opposite charges. Under these conditions, the two mineral species manifest one towards the other an electrostatic attraction. The resulting attractive forces must be sufficient to lead on the one hand to a structural arrangement of the two compounds and on the other hand to stabilize them.

sous cette forme.under this form.

En conséquence, la présente invention a pour premier objet un procédé de préparation d'une composition à base de TiO2, utile comme agent opacifiant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes selon lesquelles: - on mélange à une dispersion aqueuse de TiO2 une dispersion aqueuse d'au moins un agent espaceur inorganique, le mélange des deux dispersions étant effectué sous agitation et à un pH compris entre les points isoélectriques respectifs desdits TiO2 et agent espaceur et choisi de telle manière que lesdits TiO2 et agent espaceur possèdent des charges de surfaces opposées et suffisamment différentes pour conduire, sous l'effet de i forces électrostatiques, à leur agencement en des flocs minéraux mixtes dans lesquels les particules de TiO2 sont globalement espacées les unes des autres par des particules et/ou agrégats de l'agent espaceur; - on régule le cas échéant, le pH à la valeur fixée en étape 1, - on mûrit la dispersion aqueuse de flocs minéraux mixtes résultante à une température suffisante pour renforcer la solidité des liaisons établies entre les particules de TiO2 et les particules et/ou agrégats de l'agent espaceur, on récupère ladite composition sous forme d'une dispersion aqueuse de flocs minéraux mixtes et - éventuellement on formule ladite composition sous une forme sèche. La figure 1 donne une représentation schématique de la structure de flocs minéraux mixtes obtenus selon l'invention. Elle est confirmée par le  Consequently, the first subject of the present invention is a process for preparing a composition based on TiO2, useful as an opacifying agent, characterized in that it comprises the steps according to which: - a dispersion is mixed with an aqueous dispersion of TiO2 aqueous of at least one inorganic spacer, the mixing of the two dispersions being carried out with stirring and at a pH between the respective isoelectric points of said TiO2 and spacer and chosen such that said TiO2 and spacer have surface charges opposite and sufficiently different to lead, under the effect of electrostatic forces, to their arrangement in mixed mineral flocs in which the TiO2 particles are globally spaced from one another by particles and / or aggregates of the spacing agent; - if necessary, the pH is regulated at the value fixed in step 1, - the resulting aqueous dispersion of mixed mineral flocs is matured at a temperature sufficient to strengthen the solidity of the bonds established between the TiO2 particles and the particles and / or aggregates of the spacing agent, said composition is recovered in the form of an aqueous dispersion of mixed mineral flocs and - optionally said composition is formulated in a dry form. FIG. 1 gives a schematic representation of the structure of mixed mineral flocs obtained according to the invention. It is confirmed by the

cliché de microscopie électronique en transmission présenté en figure 2.  transmission electron micrograph shown in Figure 2.

Au sens de l'invention, on entend désigner sous le terme floc, des agglomérats mixtes de deux espèces minérales de type TiO2 et agent espaceur inorganique comme SiO2 par exemple. Ces agglomérats résultent de l'association entre des agrégats dudit agent espaceur et des particules de TiO2. Un agent espaceur est constitué de particules ou d'agrégats de  For the purposes of the invention, the term floc is intended to denote mixed agglomerates of two mineral species of TiO2 type and inorganic spacer agent such as SiO2 for example. These agglomerates result from the association between aggregates of said spacer agent and TiO2 particles. A spacer is made up of particles or aggregates of

particules qui viennent s'intercaler entre les particules de TiO2.  particles which are interposed between the TiO2 particles.

En ce qui concerne le point isoélectrique, il correspond au pH pour lequel la particule de l'espèce minérale considérée a une charge de surface globalement nulle. Pour un pH supérieur à cette valeur, la charge est globalement négative et pour un pH inférieur, la charge est globalement positive.  As regards the isoelectric point, it corresponds to the pH for which the particle of the mineral species considered has a generally zero surface charge. For a pH higher than this value, the charge is generally negative and for a lower pH, the charge is generally positive.

Le TiO2 utilisé selon l'invention est de préférence un TiO2 rutile.  The TiO2 used according to the invention is preferably a rutile TiO2.

Plus préférentiellement, il s'agit d'un TiO2 rutile de taille pigmentaire. Il peut le cas échéant être revêtu d'un traitement de surface minéral. De préférence, ce traitement de surface comprend au moins un composé choisi parmi les alumine, silice, zircone, phosphate, oxyde de cérium,  More preferably, it is a rutile TiO2 of pigmentary size. It can if necessary be coated with a mineral surface treatment. Preferably, this surface treatment comprises at least one compound chosen from alumina, silica, zirconia, phosphate, cerium oxide,

oxyde de zinc, oxyde de titane et leurs mélanges.  zinc oxide, titanium oxide and mixtures thereof.

La quantité en oxyde(s) peut être de l'ordre de 1 à 20 % en poids ou moins ou de préférence de l'ordre de 3 à 10 % en poids ou moins, par  The amount of oxide (s) can be of the order of 1 to 20% by weight or less or preferably of the order of 3 to 10% by weight or less, per

io rapport au poids total du pigment.  io relative to the total weight of the pigment.

A titre illustratif de ces dioxydes de titane, on peut tout particulièrement citer les deux pigments rutiles Rhoditan RL18 et RL62 , commercialisés par Rhône-Poulenc. Ces deux pigments se différencient de par la composition de leur traitement de surface et les potentiels Zeta qui en  By way of illustration of these titanium dioxides, mention may be made in particular of the two rutile pigments Rhoditan RL18 and RL62, marketed by Rhône-Poulenc. These two pigments are differentiated by the composition of their surface treatment and the Zeta potentials which

I5 résultent.I5 result.

Le RL 18 possède un traitement de surface silice-alumine  RL 18 has a silica-alumina surface treatment

(SiO2/AI203) et un potentiel Zeta négatif à pH 6, on l'appelle "TiO2 anionique".  (SiO2 / AI203) and a negative Zeta potential at pH 6, it is called "anionic TiO2".

En revanche, le RL62 possède un traitement de surface phosphate-alumine (P205/ A1203) avec un potentiel Zeta positif à pH 6, on I'appelle "TiO2 cationique". Le choix du pH de 6 est proche du pH de mise en  However, RL62 has a phosphate-alumina surface treatment (P205 / A1203) with a positive Zeta potential at pH 6, it is called "cationic TiO2". The choice of pH 6 is close to the start-up pH

oeuvre industriel.industrial work.

Dans le cadre de la présente invention, le choix du TiO2, anionique ou cationique, conditionne bien entendu le choix de l'agent espaceur  In the context of the present invention, the choice of TiO2, anionic or cationic, of course conditions the choice of the spacer agent

inorganique qui lui est associé.associated with it.

Dans chacun des cas, on choisit un agent espaceur inorganique possédant un point isoélectrique suffisamment différent de celui du TiO2 considéré pour que puissent se manifester les attractions électrostatiques entre  In each case, an inorganic spacing agent is chosen having an isoelectric point sufficiently different from that of the TiO2 considered so that the electrostatic attractions can manifest between

les deux composés qui sont nécessaires à leur agencement.  the two compounds which are necessary for their arrangement.

La dispersion aqueuse de TiO2, mise en oeuvre selon l'invention comprend environ 5 à 80 % en poids de TiO2 et de préférence environ 5 à %. A cet égard, le point limitant est la viscosité de la suspension qui doit  The aqueous dispersion of TiO2, used according to the invention comprises approximately 5 to 80% by weight of TiO2 and preferably approximately 5 to%. In this regard, the limiting point is the viscosity of the suspension which must

rester à une valeur raisonnable pour être aisément manipulable.  stay at a reasonable value to be easy to handle.

Selon un mode préféré de l'invention, le TiO2 retenu est un TiO2  According to a preferred embodiment of the invention, the TiO2 selected is a TiO2

rutile pigmentaire cationique et en particulier le Rhoditan RL62.  cationic pigment rutile and in particular Rhoditan RL62.

En ce qui concerne les agents espaceurs inorganiques considérés selon l'invention, ils se doivent de ne pas interférer avec les autres  As regards the inorganic spacing agents considered according to the invention, they must not interfere with the others

réactifs classiquement mis en oeuvre dans l'industrie papetière.  reagents conventionally used in the paper industry.

De préférence, ils n'absorbent pas de manière significative la lumière du visible. De manière générale, la taille de leurs particules est inférieure à celle des particules de TiO2 Toutefois, ces particules sont de préférence agencées sous forme d'agrégats dont la taille est alors supérieure a celles des particules de TiO2. De préférence ces agrégats possèdent une taille comprise  Preferably, they do not significantly absorb visible light. In general, the size of their particles is smaller than that of the TiO2 particles. However, these particles are preferably arranged in the form of aggregates whose size is then greater than those of the TiO2 particles. Preferably these aggregates have a size included

io entre environ 0,5 et 2pm.io between about 0.5 and 2pm.

A titre illustratif des agent espaceurs inorganiques pouvant être utilisés selon l'invention, on peut notamment citer les oxydes de silicium, de titane, de zirconium, de zinc, de magnésium, d'aluminium, d'yttrium, d'antimoine, de cérium et d'étain; les sulfates de baryum et de calcium; le sulfure de zinc; les carbonates de zinc, de calcium, de magnésium, de plomb et de métaux mixtes; les phosphates d'aluminium, de calcium, de magnésium, de zinc, de cérium et de métaux mixtes; les titanates de magnésium, de calcium, d'aluminium et de métaux mixtes; les fluorures de magnésium et de calcium; les silicates de zinc, de zirconium, de calcium, de baryum, de magnésium, d'alcalino-terreux mixtes et de minéraux silicatés; les aluminosilicates d'alcalin et d'alcalino-terreux; les oxalates de calcium, de zinc, de magnésium, d'aluminium et de métaux mixtes; les aluminates de zinc, de calcium, de magnésium et d'alcalino-terreux; I'hydroxyde d'aluminium et leurs mélanges. Bien entendu, le choix de cet agent espaceur est effectué de manière à ce qu'il présente une différence de point isoélectrique suffisante  By way of illustration of the inorganic spacing agents which can be used according to the invention, mention may in particular be made of oxides of silicon, titanium, zirconium, zinc, magnesium, aluminum, yttrium, antimony, cerium and tin; barium and calcium sulfates; zinc sulfide; zinc, calcium, magnesium, lead and mixed metal carbonates; aluminum, calcium, magnesium, zinc, cerium and mixed metal phosphates; titanates of magnesium, calcium, aluminum and mixed metals; magnesium and calcium fluorides; zinc, zirconium, calcium, barium, magnesium, mixed alkaline earth and silicate minerals; alkali and alkaline earth aluminosilicates; calcium, zinc, magnesium, aluminum and mixed metal oxalates; zinc, calcium, magnesium and alkaline earth aluminates; Aluminum hydroxide and mixtures thereof. Of course, the choice of this spacing agent is made so that it has a sufficient isoelectric point difference

avec la forme TiO2 retenue.with the TiO2 form selected.

A titre d'agents espaceurs inorganiques convenant tout particulièrement à la présente invention, on peut citer les oxydes minéraux qui sont de préférence choisis parmi les oxydes de silicium, de zirconium,  As inorganic spacing agents which are particularly suitable for the present invention, mention may be made of inorganic oxides which are preferably chosen from oxides of silicon, zirconium,

d'aluminium, d'antimoine, de cérium et d'étain et leurs mélanges.  aluminum, antimony, cerium and tin and their mixtures.

Dans le cas particulier o le TiO2 pigmentaire rutile cationique est retenue, cet agent espaceur inorganique est de préférence une silice, une  In the particular case where the cationic rutile pigment TiO2 is retained, this inorganic spacer agent is preferably a silica, a

3 5 alumine, un silicoaluminate ou un de leurs mélanges.  Alumina, a silicoaluminate or a mixture thereof.

En ce qui concerne le rapport entre le TiO2 et l'agent espaceur, il  Regarding the relationship between TiO2 and the spacer, it

est bien entendu variable selon la nature de l'agent espaceur retenu.  is of course variable depending on the nature of the spacing agent selected.

En général, la borne inférieure de ce rapport est constituée par la quantité minimale en agent espaceur inorganique qui est nécessaire pour observer un effet positif au niveau du rendement opacifiant et sa borne supérieure par la quantité maximale en agent espaceur au-delà de laquelle des effets indésirables se manifesteraient au niveau du papier incorporant la composition obtenue selon le procédé revendiqué. Ces effets indésirables peuvent notamment se traduire par une fragilité du papier notamment en terme  In general, the lower limit of this ratio is constituted by the minimum quantity of inorganic spacer agent which is necessary to observe a positive effect at the level of the opacifying yield and its upper limit by the maximum quantity of spacer agent beyond which effects undesirable would appear on the paper incorporating the composition obtained according to the claimed process. These undesirable effects can notably result in a fragility of the paper in particular in terms of

de résistance que ce soit à l'état sec ou état humide.  resistance whether dry or wet.

Cet agent espaceur peut généralement être utilisé à raison io d'environ 1 à 40% par rapport au poids de TiO2, de manière préférée à raison d'environ 5 à 15 % en poids et plus préférentiellement à raison d'environ 10 %  This spacing agent can generally be used in an amount of about 1 to 40% relative to the weight of TiO2, preferably in an amount of about 5 to 15% by weight and more preferably in an amount of about 10%.

en poids.in weight.

Comme explicité ci-dessus, ces deux composés sont mis en présence sous forme de dispersions aqueuses correspondantes, dans des conditions opératoires telles que s'élaborent par hétérocoagulation du TiO2 avec les particules et/ou agrégats de particules de l'agent espaceur inorganique, les flocs minéraux mixtes. L'agent espaceur peut également être précipité in situ. Dans ce cas l'ajustement de pH propice à l'hétérocoagulation  As explained above, these two compounds are brought into contact in the form of corresponding aqueous dispersions, under operating conditions such as are produced by heterocoagulation of TiO2 with the particles and / or aggregates of particles of the inorganic spacer agent, mixed mineral flocs. The spacer can also be precipitated in situ. In this case the pH adjustment conducive to heterocoagulation

sera effectué après l'étape de précipitation de l'agent espaceur.  will be performed after the spacing agent precipitation step.

Ces conditions opératoires propices à la manifestation du phénomène d'hétérocoagulation entre l'agent espaceur inorganique et le TiO2 sont notamment le choix d'un pH dans une plage définie par leurs points isoélectriques respectifs. Il convient de choisir ce pH de telle manière que les deux composés aient des charges de surface opposées et suffisamment différentes. Pour des raisons de mise en oeuvre il est souhaitable que les points isoélectriques de l'agent espaceur et du TiO2 soient espacés d'au moins  These operating conditions conducive to the manifestation of the phenomenon of heterocoagulation between the inorganic spacer agent and TiO2 are in particular the choice of a pH within a range defined by their respective isoelectric points. This pH should be chosen so that the two compounds have opposite and sufficiently different surface charges. For implementation reasons, it is desirable that the isoelectric points of the spacer agent and of the TiO2 be spaced at least

une unité pH.a pH unit.

Les flocs minéraux mixtes composant la composition attendue, se forment donc sous agitation desdites dispersions, généralement à température ambiante et à un pH tel que défini précédemment. Il peut le cas échéant, être nécessaire de procéder en cours de réaction à un ajustement du pH pour le  The mixed mineral flocs making up the expected composition therefore form with stirring of said dispersions, generally at room temperature and at a pH as defined above. It may be necessary, during the reaction, to adjust the pH for the

maintenir à une valeur propice à la formation desdits flocs.  maintain at a value conducive to the formation of said flocs.

L'attraction est immédiate. Toutefois il est préférable de maintenir l'agitation pendant environ 15 minutes de façon à stabiliser le système avant  The attraction is immediate. However, it is preferable to maintain agitation for approximately 15 minutes so as to stabilize the system before

l'étape de mûrissement.the ripening stage.

Selon une variante préférée de l'invention le TiO2 est utilisé sous une forme rutile pigmentaire cationique et de préférence est le RL62, et l'agent  According to a preferred variant of the invention, TiO2 is used in a cationic pigmented rutile form and preferably is RL62, and the agent

espaceur associé est la silice.associated spacer is silica.

Plus préférentiellement, la silice utilisée est une silice de grande surface spécifique notamment comprise entre environ 20 et 300 m2/g. Elle peut se présenter sous la forme d'agrégats de tailles comprises entre environ 0,5 et pm. L'emploi de la silice à titre d'agent espaceur conformément à la  More preferably, the silica used is a silica with a large specific surface, in particular between about 20 and 300 m 2 / g. It can be in the form of aggregates of sizes between approximately 0.5 and μm. The use of silica as a spacing agent in accordance with

présente invention est avantageux à plusieurs titres.  The present invention is advantageous for several reasons.

Tout d'abord elle possède un point isoélectrique aux environs de 2 soit une valeur suffisamment différente de celle du point isoélectrique de la  First of all, it has an isoelectric point around 2, which is a sufficiently different value from that of the isoelectric point of the

forme cationique du TiO2 (6,5 à 7).  cationic form of TiO2 (6.5 to 7).

Par ailleurs, la silice présente l'avantage de ne pas adsorber de manière significative la lumière du visible ce qui est favorable en terme de  Furthermore, silica has the advantage of not significantly adsorbing visible light, which is favorable in terms of

blancheur de la feuille.whiteness of the leaf.

Le pH pour la mise en présence des deux dispersions correspondantes est compris entre les points isoélectriques de l'agent espaceur et du TiO2. Normalement la borne supérieure est imposée par le point isoélectrique du TiO2 considéré et la borne inférieure devrait être imposée par le point isoélectrique de l'agent espaceur concerné. Dans le cas présent, ce pH devrait être compris entre 2 et 6,5. Toutefois, dans le cas particulier du RL62, il est nécessaire d'éviter la dissolution de son traitement de surface. A cet effet, on limitera la plage de pH entre 4,5 et 6,5. Plus préférentiellement le procédé  The pH for bringing the two corresponding dispersions into contact is between the isoelectric points of the spacer agent and of TiO2. Normally the upper bound is imposed by the isoelectric point of the TiO2 considered and the lower bound should be imposed by the isoelectric point of the spacing agent concerned. In this case, this pH should be between 2 and 6.5. However, in the particular case of RL62, it is necessary to avoid the dissolution of its surface treatment. To this end, the pH range will be limited between 4.5 and 6.5. More preferably the process

selon l'invention est mis en oeuvre à un pH de l'ordre de 5,5.  according to the invention is implemented at a pH of the order of 5.5.

Dans le cas particulier de la préparation d'une composition comprenant du TiO2 sous une forme rutile pigmentaire cationique associée à des agrégats de particules de silice, la silice est utilisée à raison d'au moins  In the particular case of the preparation of a composition comprising TiO2 in a cationic pigmented rutile form associated with aggregates of silica particles, the silica is used in an amount of at least

1 % en poids par rapport au poids de TiO2.  1% by weight relative to the weight of TiO2.

Ce n'est qu'à partir de ce taux en silice que l'on observe un gain significatif en termes de rétention et d'opacité. Ce taux de silice peut être augmenté jusqu'à environ 20 % en poids de TiO2. Au delà de cette valeur, on  It is only from this level of silica that a significant gain is observed in terms of retention and opacity. This silica content can be increased up to approximately 20% by weight of TiO2. Beyond this value, we

est confronté au problème de fragilité du papier évoqué ci-dessus.  is confronted with the problem of brittleness of the paper mentioned above.

En conséquence, la silice est de préférence utilisée à raison d'environ 5 à 15 % en poids du poids en TiO2 et plus préférentiellement à raison de 10% en poids D5 La silice peut être introduite soit sous forme d'une dispersion aqueuse de particules de silice de type slurry ou être générée in situ par  Consequently, the silica is preferably used at a rate of approximately 5 to 15% by weight of the weight of TiO2 and more preferably at a rate of 10% by weight D5 The silica can be introduced either in the form of an aqueous dispersion of particles slurry type silica or be generated in situ by

acidification d'une solution de silicates.  acidification of a solution of silicates.

Dans le cas particulier o l'on précipite la silice in situ dans la dispersion de TiO2, il est procédé, après l'étape de précipitation, à un io ajustement du pH du milieu réactionnel, à une valeur propice à la manifestation des forces électrostatiques entre le TiO2 et la silice ainsi générée. Ces forces  In the particular case where the silica is precipitated in situ in the dispersion of TiO2, the pH of the reaction medium is adjusted after the precipitation step to a value conducive to the manifestation of electrostatic forces between TiO2 and the silica thus generated. These forces

sont donc nécessaires à leur hétérocoagulation.  are therefore necessary for their heterocoagulation.

La seconde étape requise selon le procédé revendiqué, correspond en fait à une opération de mûrissement des flocs minéraux mixtes  The second step required according to the claimed process, in fact corresponds to an operation of ripening the mixed mineral flocs

formés dans l'étape précédente.trained in the previous step.

Comme évoqué précédemment, les flocs minéraux mixtes obtenus selon le procédé revendiqué sont notamment destinés à être mis en oeuvre comme agent opacifiant dans l'industrie papetière. Ceci sous entend toute une  As mentioned above, the mixed mineral flocs obtained according to the claimed process are in particular intended to be used as an opacifying agent in the paper industry. This implies a whole

succession de manipulations desdits flocs.  succession of manipulations of said flocs.

Il est par conséquent nécessaire que ces flocs soient suffisamment solides pour résister aux cisaillements, le cas échéant à l'effet  It is therefore necessary that these flocs are strong enough to resist shearing, if necessary the effect

floculant de dérivés polymériques comme la PAE (polyamino-amide-  flocculant of polymeric derivatives such as PAE (polyamino-amide-

épichlorohydrine), ainsi qu'au retrait de l'eau lors de la formation et du séchage  epichlorohydrin), as well as the removal of water during formation and drying

îde la feuille.of the leaf.

Il importe donc que les particules de TiO2 présentes dans la composition obtenue selon l'invention soient non seulement suffisamment dispersées pour améliorer leur rendement d'opacité, mais également mieux  It is therefore important that the TiO2 particles present in the composition obtained according to the invention are not only sufficiently dispersed to improve their opacity yield, but also better

retenues lors de la formation de la feuille.  retained during the formation of the sheet.

En conséquence, I'opération de mûrissement réalisée selon le procédé revendiqué s'avère particulièrement avantageuse pour renforcer les interactions chimiques voire stériques établies au sein des flocs minéraux mixtes. Il est par ailleurs vraisemblable que certaines des liaisons ioniques soient converties en liaisons covalentes à l'issue de cette étape de  Consequently, the ripening operation carried out according to the claimed process proves to be particularly advantageous for reinforcing the chemical or even steric interactions established within the mixed mineral flocs. It is moreover likely that some of the ionic bonds will be converted into covalent bonds at the end of this step of

mûrissement.ripening.

Dans le cas particulier de la préparation d'une composition de flocs minéraux mixtes à base de TiO2 et SiO2, cette étape de mûrissement est réalisée à une température supérieure à 40 C. De préférence, la température  In the particular case of the preparation of a composition of mixed mineral flocs based on TiO2 and SiO2, this ripening step is carried out at a temperature above 40 C. Preferably, the temperature

est comprise entre environ 60 C et 100 C.  is between about 60 C and 100 C.

En ce qui concerne la durée du chauffage, elle est d'au moins 30 minutes et le cas échéant peut se prolonger jusqu'à trois heures. A l'issue de i cette étape de chauffage, la composition résultante est laissée refroidir à  As for the duration of the heating, it is at least 30 minutes and if necessary can be extended up to three hours. At the end of this heating step, the resulting composition is allowed to cool to

température ambiante et peut être récupérée telle quelle.  room temperature and can be recovered as is.

Cette composition peut être mise en oeuvre directement sous  This composition can be used directly under

cette forme à titre d'agent opacifiant.  this form as an opacifying agent.

Toutefois on peut également envisager de la formuler sous une o forme sèche. A cet effet, il s'avère possible d'appliquer à la dispersion obtenue  However, one can also consider formulating it in a dry form. To this end, it is possible to apply to the dispersion obtained

selon l'invention différentes techniques de séchage conventionnelles.  according to the invention different conventional drying techniques.

En particulier il peut s'agit d'un séchage par atomisation ou séchage en couche mince. Toutefois un simple séchage ne conduira pas à un produit convenablement redispersé. Les flocs s'agglomérant au séchage, il est préférable de désagglomérer le produit par une étape de broyage à jet d'air (micronisation). Selon une autre variante du procédé revendiqué, les flocs minéraux mixtes obtenus à l'issue de la première ou de la seconde étape du procédé peuvent subir un traitement de surface minéral. Celui-ci comprend au moins un oxyde hydraté tel que défini précédemment. Ces derniers peuvent être précipités au sein du milieu réactionnel après mise en présence des  In particular it may be spray drying or thin layer drying. However, a simple drying will not lead to a product properly redispersed. Since the flocs agglomerate on drying, it is preferable to deagglomerate the product by an air jet grinding step (micronization). According to another variant of the claimed process, the mixed mineral flocs obtained at the end of the first or of the second step of the process can undergo a mineral surface treatment. This comprises at least one hydrated oxide as defined above. The latter can be precipitated within the reaction medium after bringing the

dispersions de TiO2 et de l'agent espaceur.  dispersions of TiO2 and the spacer.

Le traitement de surface minéral représente environ 16% en poids ou moins ou de préférence de l'ordre de 10% en poids ou moins, par rapport  The mineral surface treatment represents approximately 16% by weight or less or preferably of the order of 10% by weight or less, relative

au poids total des flocs minéraux mixtes ainsi traités.  the total weight of the mixed mineral flocs thus treated.

La présente invention s'étend aux compositions à base de TiO2  The present invention extends to compositions based on TiO2

susceptibles d'être obtenues selon le procédé revendiqué.  likely to be obtained according to the claimed process.

Elle a également pour objet une composition à base de TiO2 et SiO2 caractérisée en ce que les particules de TiO2 et SiO2 y sont agencées sous la forme de flocs minéraux mixtes dans lesquels les particules de TiO2 sont globalement espacées les unes des autres par des agrégats de ladite silice. Ces flocs minéraux mixtes de TiO2 et SiO2 sont stabilisés grâce à des forces électrostatiques établies entres les particules de TiO2 et les agrégats de SiO2. Par ailleurs, cette stabilité des flocs minéraux est renforcée par le fait qu'ils subissent un mûrissement tel que décrit précédemment. Cette Il opération de mûrissement contribue notamment à créer des liaisons covalentes  It also relates to a composition based on TiO2 and SiO2, characterized in that the particles of TiO2 and SiO2 are arranged therein in the form of mixed mineral flocs in which the particles of TiO2 are generally spaced from one another by aggregates of said silica. These mixed mineral flocs of TiO2 and SiO2 are stabilized thanks to electrostatic forces established between the particles of TiO2 and the aggregates of SiO2. Furthermore, this stability of the mineral flocs is reinforced by the fact that they undergo a ripening as described above. This ripening operation contributes in particular to creating covalent bonds

entre le TiO2 et SiO2 au sein des flocs.  between TiO2 and SiO2 within the flocs.

Dans le cas des flocs minéraux mixtes selon l'invention, il n'existe pas une répartition uniforme des agrégats de l'agent espaceur inorganique î autour des particules de TiO2. Cette répartition est discontinue. Les figures 1 et  In the case of mixed mineral flocs according to the invention, there is no uniform distribution of the aggregates of the inorganic spacer agent around the TiO2 particles. This distribution is discontinuous. Figures 1 and

2 donnent une idée de la structure desdits flocs.  2 give an idea of the structure of said flocs.

Le TiO2 est de préférence un TiO2 rutile de taille pigmentaire.  TiO2 is preferably a rutile TiO2 of pigment size.

Il peut le cas échéant, être revêtu d'un traitement de surface minéral. Ce traitement de surface peut être choisi parmi les phosphate, alumine, silice, zircone, oxyde de cérium, oxyde de zinc, oxyde de titane et  If necessary, it can be coated with a mineral surface treatment. This surface treatment can be chosen from phosphate, alumina, silica, zirconia, cerium oxide, zinc oxide, titanium oxide and

leurs mélanges.their mixtures.

La quantité en oxyde(s) peut être de l'ordre de l à 20 % en poids ou moins ou de préférence de l'ordre de 3 à 10 % en poids ou moins, par  The amount of oxide (s) can be of the order of 1 to 20% by weight or less or preferably of the order of 3 to 10% by weight or less, per

rapport au poids total du pigment.relative to the total weight of the pigment.

Le TiO2 est de préférence un TiO2 rutile pigmentaire cationique.  The TiO2 is preferably a cationic pigmented rutile TiO2.

De manière préférentielle, le TiO2 est le RL62.  Preferably, the TiO2 is RL62.

Plus préférentiellement, la silice utilisée est une silice de grande surface spécifique notamment comprise entre environ 20 et 300 m2 /g. Elle se présente sous la forme d'agrégats de tailles comprises entre environ 0,5 et 10 pm. La silice est de préférence une silice de précipitation. Il peut également  More preferably, the silica used is a silica with a large specific surface, in particular between about 20 and 300 m 2 / g. It is in the form of aggregates of sizes between approximately 0.5 and 10 μm. The silica is preferably a precipitation silica. He can also

s'agir d'une silice générée in situ par acidification d'une solution de silicates.  it is a silica generated in situ by acidification of a solution of silicates.

La silice est de préférence présente à raison d'environ 1 à 20 % en poids du poids en TiO2 et plus préférentiellement à raison d'environ 5 à % en poids et plus préférentiellement 10 % Le cas échéant, ces flocs minéraux à base de TiO2 et SiO2 peuvent être revêtus d'au moins un traitement de surface minéral tel que défini précédemment. La quantité en traitement de surface minéral peut être de l'ordre de 16 % en poids ou moins ou de préférence de l'ordre de 10 % en poids ou  The silica is preferably present in an amount of approximately 1 to 20% by weight of the weight of TiO2 and more preferably in an amount of approximately 5 to% by weight and more preferably 10%. Where appropriate, these mineral flocs based on TiO2 and SiO2 can be coated with at least one mineral surface treatment as defined above. The amount of mineral surface treatment can be of the order of 16% by weight or less or preferably of the order of 10% by weight or

moins, par rapport au poids total des flocs minéraux mixtes.  less, compared to the total weight of the mixed mineral flocs.

Les compositions telles que définies ci-dessus ou obtenues selon l'invention s'avèrent intéressantes pour la préparation du papier dont le papier lamifié et tout particulièrement avantageuses en terme de rétention au niveau  The compositions as defined above or obtained according to the invention prove to be advantageous for the preparation of paper including laminated paper and very particularly advantageous in terms of retention at the level

des fibres de celluloses et de rendement d'opacité du TiO2 utilisé.  cellulose fibers and opacity yield of the TiO2 used.

Les procédés de préparation classiques du papier lamifié ou papier décor, mettent généralement en oeuvre, outre les fibres de cellulose à caractère anionique, et l'agent opacifiant, un agent polymère à caractère  The conventional processes for preparing laminated paper or decorative paper generally use, in addition to cellulose fibers of anionic nature, and the opacifying agent, a polymeric agent of character

cationique jouant le rôle d'agent de renforcement à l'état humide et d'agent de rétention.  cationic acting as a reinforcing agent in the wet state and as a retention agent.

Dans le cas de l'emploi d'une composition à base de flocs minéraux TiO2/SiO2 à titre d'agent opacifiant, on observe que la rétention chimique par attraction électrostatique est avantageusement renforcée  In the case of the use of a composition based on TiO2 / SiO2 mineral flocs as opacifying agent, it is observed that the chemical retention by electrostatic attraction is advantageously reinforced.

comparativement au TiO2 sous forme individuelle cationique.  compared to TiO2 in individual cationic form.

Cette amplification en terme de rétention peut s'expliquer de la  This increase in terms of retention can be explained by the

manière suivante.next way.

En l'absence de polymère cationique, le TiO2 cationique est attiré par les fibres de cellulose anioniques ce qui est favorable à la rétention du TiO2. En revanche, en présence du polymère, les interactions fibre- TiO2 changent et la rétention du TiO2 diminue. Ce phénomène s'interprète par une cationisation des fibres de cellulose, résultant de leur recouvrement par le  In the absence of cationic polymer, the cationic TiO2 is attracted by the anionic cellulose fibers which is favorable for the retention of TiO2. On the other hand, in the presence of the polymer, the fiber-TiO2 interactions change and the retention of TiO2 decreases. This phenomenon is interpreted by a cationization of the cellulose fibers, resulting from their covering by the

polymère cationique.cationic polymer.

A l'inverse, dans une composition à base de flocs minéraux TiO2/SiO2, il existe un mélange de charges cationiques TiO2, et anioniques, SiO2, dont le potentiel zeta est globalement négatif. Les flocs minéraux mixtes se comportent donc comme des charges anioniques. Dans ces conditions on peut imaginer que les flocs mixtes puissent entrer en interaction attractive avec les fibres de cellulose positivées par le polymère cationique, par l'intermédiaire des agrégats de silice chargés négativement qu'ils contiennent. il en résulte un  Conversely, in a composition based on TiO2 / SiO2 mineral flocs, there is a mixture of cationic TiO2 and anionic charges, SiO2, whose zeta potential is generally negative. Mixed mineral flocs therefore behave like anionic charges. Under these conditions one can imagine that the mixed flocs could enter into attractive interaction with the cellulose fibers positivated by the cationic polymer, via the negatively charged silica aggregates which they contain. this results in a

gain en terme de rétention.gain in terms of retention.

Les compositions à base de flocs minéraux mixtes revendiquées et obtenues selon l'invention sont particulièrement intéressantes à titre d'agent  The compositions based on mixed mineral flocs claimed and obtained according to the invention are particularly advantageous as an agent

opacifiant et notamment en industrie papetière.  opaque and especially in the paper industry.

Le gain d'opacité mesuré sur les feuilles préparées à l'aide d'une composition à base de flocs minéraux mixtes selon l'invention, résulte visiblement du cumul de deux phénomènes: I'augmentation de la quantité de TiO2 retenue sur la feuille, résultant d'une meilleure rétention au moment de la formation du matelas fibreux, et l'amélioration du rendement d'opacité résultant  The gain in opacity measured on the sheets prepared using a composition based on mixed mineral flocs according to the invention, clearly results from the combination of two phenomena: the increase in the quantity of TiO2 retained on the sheet, resulting from better retention at the time of the formation of the fibrous mattress, and the improvement of the opacity yield resulting

_de la meilleure dispersion des particules de titane contenues dans lesdits flocs.  _the best dispersion of the titanium particles contained in said flocs.

Par ailleurs, il a été noté que ces compositions privilégiaient la  Furthermore, it was noted that these compositions favored the

blancheur du papier les incorporant.  whiteness of the paper incorporating them.

Outre cette application en industrie papetière, les compositions revendiquées et obtenues selon l'invention sont également avantageuses à  In addition to this application in the paper industry, the compositions claimed and obtained according to the invention are also advantageous to

titre d'agent opacifiant dans les industries de peintures et de plastiques. Les exemples et figures figurant ci-après sont présentés à titre  as an opacifying agent in the paint and plastics industries. The examples and figures given below are presented for

illustratif et non limitatif de la présente invention.  illustrative and not limiting of the present invention.

Figures: Figure 1: représentation schématique de pigments TiO2 espacés  Figures: Figure 1: schematic representation of spaced TiO2 pigments

par des agrégats de SiO2.by aggregates of SiO2.

Figure 2: cliché de microscopie électronique en transmission de  Figure 2: electron micrograph in transmission of

flocs minéraux mixtes à base de TiO2 et SiO2.  mixed mineral flocs based on TiO2 and SiO2.

Figure 3: évolution de la rétention de charge pour différents minéraux mixtes en fonction de la vitesse d'agitation imposée au mélange  Figure 3: evolution of charge retention for different mixed minerals as a function of the stirring speed imposed on the mixture

"cellulose/PAE/charge" avant formation du matelas fibreux.  "cellulose / PAE / load" before formation of the fibrous mat.

MATERIELS ET METHODESMATERIALS AND METHODS

Les produits utilisés sont des produits commerciaux: - Le dioxyde de titane utilisé dans les exemples est du dioxyde de titane rutile commercialisé sous le nom de Rhoditan RL62 par la société RHONE- POULENC. Ce pigment est constitué de TiO2 rutile enrobé par un traitement de surface phosphate alumine (P205/AI203). A pH 6, son potentiel zéta est positif. Son  The products used are commercial products: - The titanium dioxide used in the examples is rutile titanium dioxide marketed under the name of Rhoditan RL62 by the company RHONE-POULENC. This pigment consists of rutile TiO2 coated by a phosphate alumina surface treatment (P205 / AI203). At pH 6, its zeta potential is positive. His

point isoélectrique est localisé aux environs de 6,5-7.  isoelectric point is located around 6.5-7.

- Fibres de cellulose: feuilles sèches d'un mélange 70/30 de fibres courtes / fibres longues préalablement raffiné à 35 SR, fournies  - Cellulose fibers: dry leaves of a 70/30 mixture of short fibers / long fibers previously refined to 35 SR, supplied

par la société ARJO WIGGINS.by the company ARJO WIGGINS.

j 5 - La silice est une silice de précipitation de grande surface spécifique comprise entre 20 et 300 m2.g-' et possédant des agglomérats de tailles comprises entre 0,5 et 10 pm. Son point isoélectrique se situe aux  j 5 - Silica is a precipitation silica with a large specific surface area between 20 and 300 m2.g- 'and having agglomerates of sizes between 0.5 and 10 µm. Its isoelectric point is located at

environs de 2.around 2.

- résine PAE (polyaminoamide épichlorohydrine), R4947 de la société CECA A. Test de la "formette de rétention" io Appareillage: - Disperseurs rapides DispermatC et PendraulikO - Cuves de mélange - "Formette de rétention", société TECHPAP Mode opératoire: - Préparation de la dispersion fibres/TiO2 A 15 g de fibres redispersées dans 500 ml d'eau désionisée pendant 10 mn au Dispermat à 3 000 t/mn, on rajoute la quantité nécessaire de slurry TiO2 ou de suspension de produit selon l'invention, de façon à introduire g en sec de TiO2. On prendra donc en considération l'extrait du slurry de TiO2 ou de la suspension selon l'invention. Cet ajout est réalisé dans une cuve  - PAE resin (polyaminoamide epichlorohydrin), R4947 from the company CECA A. Test of the "retention form" io Apparatus: - Rapid dispersers DispermatC and PendraulikO - Mixing tanks - "Retention form", company TECHPAP Procedure: - Preparation of the fiber / TiO2 dispersion To 15 g of fibers redispersed in 500 ml of deionized water for 10 min at Dispermat at 3000 rpm, the necessary amount of TiO2 slurry or product suspension according to the invention is added, so as to introduce g dry of TiO2. The extract of the TiO2 slurry or of the suspension according to the invention will therefore be taken into consideration. This addition is made in a tank

de mélange. Il est suivi d'une dilution à 4 litres avec de l'eau désionisée.  mixture. It is followed by a dilution to 4 liters with deionized water.

- Préparation de la prise d'essai Une prise d'essai de 500 ml du mélange bien homogénéisé est soutirée dans une éprouvette. On y rajoute à la micropipette, la quantité de résine PAE voulue (solution commerciale diluée 10 fois). L'éprouvette est retournée 2 fois pour bien mélanger. Cette prise d'essai est alors introduite  - Preparation of the test sample A 500 ml test sample of the well-homogenized mixture is drawn off in a test tube. We add to the micropipette, the amount of PAE resin desired (commercial solution diluted 10 times). The test tube is turned over 2 times to mix well. This test portion is then introduced

dans la formette de rétention pour obtenir une feuille.  in the retention form to obtain a sheet.

- Mesure de la rétention La formation de la feuille est déclenchée après un temps d'agitation de 30 s à une vitesse de 1 300 t/mn suivi d'un temps de repos de 1 s. La feuille obtenue est récupérée sur la toile sous la forme d'un "paton", séché à l'étuve puis calciné à 800 C. Les cendres obtenues sont alors pesées  - Measurement of retention The formation of the sheet is triggered after an agitation time of 30 s at a speed of 1,300 rpm followed by a rest time of 1 s. The sheet obtained is recovered on the canvas in the form of a "paton", dried in an oven and then calcined at 800 C. The ash obtained is then weighed

à104 g près.to within 104 g.

Le taux de rétention est donné par: P2/P1.  The retention rate is given by: P2 / P1.

P1 = poids de charges (TiO2 + SiO2) dans un prélèvement initial de 500 ml  P1 = load weight (TiO2 + SiO2) in an initial 500 ml sample

P2 = poids de cendres après calcination de la feuille préparée.  P2 = weight of ash after calcination of the prepared sheet.

B. Test de rendement d'opacité Les tests de rendement d'opacité ont été effectués à partir de formettes fabriquées afin de connaître la répartition spatiale du dioxyde de  B. Opacity yield test The opacity yield tests were carried out using manufactured formulas in order to determine the spatial distribution of the dioxide

titane dans la feuille sèche.titanium in the dry sheet.

Les formettes ont été fabriquées en accord avec le mode  The formulas were produced in accordance with the mode

opératoire décrit au paragraphe ci-dessous.  procedure described in the paragraph below.

Les propriétés optiques de la formette imprégnée et pressée ont  The optical properties of the impregnated and pressed form have

également été mesurées selon la méthode décrite ci-après.  also were measured according to the method described below.

1. Fabrication des formettes i) Formulation de la pâte à papier Cellulose: 15 g (qui représente 100 parts) Composition opacifiante: 100 parts (exprimées en TiO2) soit 15 g PAE: 0,8 % en sec par rapport à la cellulose ii) Préparation de la pâte: défibraqe On déchire la cellulose à la main en petits carrés après l'avoir humectée d'eau. Les petits carrés de cellulose sont ajoutés progressivement dans 500 mi d'eau en agitation dans le bol Dispermat à 1000 t/mn. Après ajout o de la cellulose, on augmente la vitesse à 3000 t/mn et on laisse sous agitation mn. iii) Mélanqe composition opacifiante- fibres On dilue à 1 litre la cellulose défibrée. Puis, on met sous agitation dans un mélangeur avec pale. On ajoute la composition opacifiante sous la forme d'une poudre ou d'une suspension puis, on agite pendant 5 mn. Finalement, on dilue l'ensemble à 4 litres en vue de fabriquer des formettes de  1. Manufacture of the formulas i) Formulation of the cellulose paper pulp: 15 g (which represents 100 parts) Opacifying composition: 100 parts (expressed as TiO2) or 15 g PAE: 0.8% dry compared to cellulose ii ) Preparation of the dough: defibraqe The cellulose is torn by hand into small squares after having moistened it with water. The small cellulose squares are gradually added to 500 ml of water with stirring in the Dispermat bowl at 1000 rpm. After adding o cellulose, the speed is increased to 3000 rpm and left stirring for min. iii) Mixture of opacifying composition-fibers The defibrated cellulose is diluted to 1 liter. Then, it is stirred in a mixer with paddle. The opacifying composition is added in the form of a powder or a suspension and then the mixture is stirred for 5 min. Finally, the whole is diluted to 4 liters in order to manufacture

grammage à 80 g/m2.grammage at 80 g / m2.

iv) Fabrication de formettes On prélève 500 ml de suspension bien homogénéisée dans une éprouvette. On rajoute la PAE (solution commerciale diluée 10 fois pour avoir un volume de prise acceptable), soit 1 mi. On retourne plusieurs fois l'éprouvette pour bien mélanger. On verse le contenu de l'éprouvette dans le bol de la tireuse de formette rempli avec 6 litres d'eau distillée. On mélange par bullage pendant s, on laisse reposer pendant 10 s, puis on fabrique la formette en tirant sous vide. La formette est ensuite récupérée sur un support en carton, puis  iv) Manufacture of formulas 500 ml of well-homogenized suspension are removed in a test tube. We add the PAE (commercial solution diluted 10 times to have an acceptable intake volume), or 1 mi. The test tube is turned over several times to mix well. The contents of the test tube are poured into the bowl of the form filler filled with 6 liters of distilled water. It is mixed by bubbling for s, it is left to stand for 10 s, then the form is produced by drawing under vacuum. The form is then collected on a cardboard support, then

placée dans un sécheur sous vide pendant 7 mn.  placed in a vacuum dryer for 7 min.

On pèse alors la formette avec précision et on rectifie le volume  We then weigh the form accurately and correct the volume

prélevé pour atteindre le grammage voulu (règle de trois).  sampled to reach the desired grammage (rule of three).

Si une feuille a le grammage désiré et n'a pas de défaut de l5 fabrication, on la sélectionne pour la suite des opérations, c'est-àdire,  If a sheet has the desired grammage and has no manufacturing defect, it is selected for the rest of the operations, that is to say,

caractérisations chimiques et optiques.  chemical and optical characterizations.

2. Mesure du taux de cendres On mesure la quantité de TiO2 présente dans la feuille de 80 g/m2  2. Measurement of the ash rate The quantity of TiO2 present in the sheet of 80 g / m2 is measured

en calcinant un tiers de la formette à 800 C pendant une heure.  by calcining a third of the form at 800 C for one hour.

On calcule ainsi le pourcentage de TiO2 présent dans la feuille: maprès calcination - mà vide taux de cendres (%) = mavant calcination - ma vide Le taux de cendres mesure la quantité de charges minérales  The percentage of TiO2 present in the sheet is thus calculated: my next calcination - m vacuum ash rate (%) = m before calcination - my vacuum The ash rate measures the quantity of mineral fillers

présente dans la feuille. Cette détermination se fait selon la méthode NF 03-  present in the sheet. This determination is made according to method NF 03-

047 (Recueil des Normes françaises Papier, Carton, et Pâte: méthode  047 (Collection of French Standards Paper, Cardboard, and Pulp: method

d'essais, tome A, 4ème édition, 1985).  of essays, volume A, 4th edition, 1985).

3. Mesure de l'opacité de la feuille imprégnée et pressée i) Préparation de la résine mélamine formol (résine Inilam 3240 de la société CECA) On fait chauffer 400 g d'eau à 60 C. Lorsque cette température est atteinte, on verse en pluie progressivement sous agitation magnétique les 245 g de résine préalablement pesée. Une fois que tout est solubilisé on laisse sous agitation à 60 C pendant 30 mn. Après refroidissement, on filtre à travers une toile de 50 pm. ii) Impréqnation - pressaqe On découpe des bandes de papier de 7 cm sur 10 cm. Les bandes sont ensuite imprégnées par capillarité en les posant 1 mn sur la 1o résine. On exprime entre deux tiges de verre et on fait sécher pendant 2 mn  3. Measurement of the opacity of the impregnated and pressed sheet i) Preparation of the melamine formaldehyde resin (Inilam 3240 resin from the company CECA) 400 g of water is heated to 60 C. When this temperature is reached, poured in rain gradually with magnetic stirring the 245 g of resin previously weighed. Once everything is dissolved, the mixture is left stirring at 60 ° C. for 30 minutes. After cooling, it is filtered through a 50 μm fabric. ii) Impregnation - pressing Strips of paper 7 cm by 10 cm are cut. The strips are then impregnated by capillarity by placing them for 1 minute on the 1o resin. Express between two glass rods and dry for 2 minutes

dans une étuve à 120 C.in an oven at 120 C.

On imprègne une deuxième fois les bandes par immersion dans la  The strips are impregnated a second time by immersion in the

résine pendant 1 mn. On exprime entre une tige d'acier et une tige de verre.  resin for 1 min. We express between a steel rod and a glass rod.

On fait sécher pendant 3 mn dans l'étuve à 120 C.  It is dried for 3 min in the oven at 120 C.

On fixe ces feuilles sur un support constitué de bas en haut de 2 barrières blanches et 3 barrières kraft, la formette étant en contact directe avec  These sheets are fixed on a support made up from the bottom of 2 white barriers and 3 kraft barriers, the form being in direct contact with

les barrières kraft.kraft barriers.

On presse les stratifiés obtenus pendant 8 mn à 150 C sous une  The laminates obtained are pressed for 8 min at 150 ° C. under a

pression de 100 bars.pressure of 100 bars.

iii) Mesures des propriétés optiques Les mesures d'opacité sur les stratifiés se font en évaluant le rapport de contraste, pour chacun des papiers à tester, entre la zone sur fond kraft et la zone sur fond blanc, en utilisant la fonction "opacité du  iii) Measuring the optical properties The opacity measurements on the laminates are made by evaluating the contrast ratio, for each of the papers to be tested, between the area on a kraft background and the area on a white background, using the "opacity of the

spectrocolorimètre Elrepho 2000 de la société DATACOLOR.  Elrepho 2000 spectrocolorimeter from DATACOLOR.

EXEMPLE 1EXAMPLE 1

Préparation d'une composition de focs minéraux mixtes selon l'invention sous forme d'une suspension aqueuse Le RL 62 est utilisé sous la forme d'une suspension aqueuse  Preparation of a composition of mixed mineral jibs according to the invention in the form of an aqueous suspension RL 62 is used in the form of an aqueous suspension

titrant 40 g/I.grading 40 g / I.

Les flocs minéraux sont élaborés par hétérocoagulation des  The mineral flocs are produced by heterocoagulation of

particules du TiO2 avec les agrégats de silice.  TiO2 particles with silica aggregates.

Le processus d'hétérocoagulation consiste à ajouter à pH régulé  The heterocoagulation process involves adding to regulated pH

le slurry de silice dans un pied de cuve agité contenant la suspension de TiO2.  the silica slurry in a stirred base stock containing the TiO2 suspension.

Le pH d'hétérocoagulation peut être choisi entre 4,5 et 6,5, mais il est préférable de travailler à pH = 5,5. Le pH est régulé en ajoutant simultanément au slurry de silice une solution de HCI. Cette opération a lieu à température ambiante. La suspension finale contient 10 % en masse de silice par rapport à la teneur en pigment TiO2 et l'extrait sec global ( TiO2 + SiO2) est d'environ de  The heterocoagulation pH can be chosen between 4.5 and 6.5, but it is preferable to work at pH = 5.5. The pH is regulated by simultaneously adding an HCl solution to the silica slurry. This operation takes place at room temperature. The final suspension contains 10% by mass of silica relative to the content of pigment TiO2 and the overall dry extract (TiO2 + SiO2) is approximately

D 11%.D 11%.

Après un contact de 15 minutes à pH régulé de 5,5, la suspension, toujours agitée, est portée à une température comprise entre C et la température d'ébullition pendant 1 à 3 h puis refroidie à température ambiante. o0 Tous les échantillons préparés selon ce protocole, ont été testés en préparant des formettes (feuille ronde). Pour tous les essais le volume de mélange "fibre + charge + PAE" prélevé dans la cuve de mélange a été ajusté  After contact for 15 minutes at a regulated pH of 5.5, the suspension, still stirred, is brought to a temperature between C and the boiling temperature for 1 to 3 h and then cooled to room temperature. o0 All the samples prepared according to this protocol, were tested by preparing formulas (round sheet). For all tests the volume of "fiber + load + PAE" mixture taken from the mixing tank was adjusted

de manière à obtenir des feuilles de même grammage: 80 g/m2.  so as to obtain sheets of the same grammage: 80 g / m2.

- Une partie de la formette est calcinée pour déterminer la quantité d'oxyde présent dans la feuille sèche (SiO2 + TiO2). Connaissant la quantité de silice ajoutée par rapport au TiO2, on en déduit le % de TiO2 présent dans la feuille sèche. Le protocole de formation de la formette et le principe de calcul du taux de TiO2 sont détaillés dans le chapitre précédent,  - Part of the form is calcined to determine the amount of oxide present in the dry sheet (SiO2 + TiO2). Knowing the amount of silica added relative to TiO2, we deduce the% of TiO2 present in the dry sheet. The formette training protocol and the principle for calculating the TiO2 rate are detailed in the previous chapter,

Matériels et méthodes.Materials and methods.

Il a été vérifié par dosage du TiO2 et du SiO2 par fluorescence X dans les feuilles obtenues qu'il n'y avait pas de rétention préférentielle de l'une ou l'autre des espèces minérales. Le rapport SiO2/TiO2 est conservé tout au  It was verified by assaying TiO2 and SiO2 by X-ray fluorescence in the sheets obtained that there was no preferential retention of one or the other of the mineral species. The SiO2 / TiO2 ratio is retained throughout

long du procédé de la formation de la feuille.  along the process of forming the sheet.

- L'autre partie de la formette est imprégnée de résine et pressée de manière à obtenir un papier stratifié dont on mesure ensuite l'opacité et la blancheur. Les protocoles d'imprégnation et de mesure d'opacité sont  - The other part of the form is impregnated with resin and pressed so as to obtain a laminated paper whose opacity and whiteness are then measured. Impregnation and opacity measurement protocols are

également décrits ci-dessus.also described above.

Certains échantillons ont également été testés dans le test de formette de rétention pour évaluer la résistance des flocs au cisaillement. Ce test consiste à soumettre le mélange "fibre + charge + PAE" à une agitation vive et cisaillante pendant un certain temps immédiatement avant de former la formette. 19) La contribution de chacun des deux phénomènes (rétention et effet espaceur) au gain d'opacité total mesuré pour chacun des essais est  Some samples were also tested in the retention form test to assess the shear resistance of the flocs. This test consists in subjecting the "fiber + filler + PAE" mixture to lively and shearing agitation for a certain time immediately before forming the formette. 19) The contribution of each of the two phenomena (retention and spacer effect) to the total gain in opacity measured for each of the tests is

détaillée dans les tableaux 1 et 2.  detailed in Tables 1 and 2.

Le tableau 2 ci-après rend également compte des résultats obtenus avec une composition témoin 1 (T1). Celle-ci est préparée en  Table 2 below also reports the results obtained with a control composition 1 (T1). This is prepared in

mélangeant simplement la silice et le TiO2.  simply mixing silica and TiO2.

TABLEAU 1TABLE 1

Essais Opacité Taux de cendres ___ _(% TiO2) N SiO2 Mûrissement Mesures Aoa. Aret AespMesures Acend  Tests Opacity Ash rate ___ _ (% TiO2) N SiO2 Curing Measures Aoa. Aret AespMesures Acend

* 1 0 % Aucun 91,1 Réf. Réf. Réf. 35,6 Réf.* 1 0% None 91.1 Ref. Ref. Ref. 35.6 Ref.

2 1 % 3 h à ébullition 92,0 +0,9 +0,6 +0,3 37,8 +2,2 3 5 % 3 h à ébullition 92, 9 +1,8 +1,1 +0,7 39,9 +4,3 4 10 % 3 h à ébullition 92,8 +1,7 +1,0 +0,7 39,5 +3,9 10 % 1 h à ébullition 93 +2,0 +1,1 +0,9 39,7 +4,1  2 1% 3 h at boiling point 92.0 +0.9 +0.6 +0.3 37.8 +2.2 3 5% 3 h at boiling point 92.9 9 +1.8 +1.1 +0, 7 39.9 +4.3 4 10% 3 h at boiling point 92.8 +1.7 +1.0 +0.7 39.5 +3.9 10% 1 hr at boiling point 93 +2.0 +1 , 1 + 0.9 39.7 + 4.1

TABLEAU 2TABLE 2

Opacité Taux de Prise de essai n SiO2 Mûrissement (%) cendres résine  Opacity Rate of test taking n SiO2 Curing (%) resin ash

_ (%1-_ (%)_ (% 1-_ (%)

6 0 % aucun 90.5 36.5 106 7 10 % 1 h à ébullition 91,8 41,5 105 T1 10 % simple mélange 89,5 39,5 130 Acend = gain de taux de cendres résultant de la meilleure rétention du TiO2 lors de la formation de la feuille Aopa = Aret + Aelp = gain d'opacité total Arét = Acend * pente = gain d'opacité résultant de l'augmentation du taux de TiO2 retenu dans la feuille (meilleure rétention) Aesp = Aopa - Aret = gain d'opacité résultant de la meilleure dispersion du TiO2 retenu dans la feuille grâce à l'effet espaceur des agrégats  6 0% none 90.5 36.5 106 7 10% 1 h at boiling point 91.8 41.5 105 T1 10% simple mixing 89.5 39.5 130 Acend = gain in ash rate resulting from better retention of TiO2 during leaf formation Aopa = Aret + Aelp = total opacity gain Arét = Acend * slope = opacity gain resulting from the increase in the TiO2 level retained in the leaf (better retention) Aesp = Aopa - Aret = gain d opacity resulting from the better dispersion of TiO2 retained in the sheet thanks to the spacer effect of the aggregates

de silice.silica.

Les résultats des essais 1 à 5 montrent clairement que l'utilisation de flocs minéraux mixtes permet non seulement d'améliorer la rétention première passe (taux de cendres plus élevés) mais permet également d'améliorer le rendement d'opacité du TiO2 retenu puisque dans tous les cas le gain d'opacité (dopa) est supérieur au gain d'opacité normalement prévu par  The results of tests 1 to 5 clearly show that the use of mixed mineral flocs not only improves first pass retention (higher ash rate) but also improves the opacity yield of the TiO2 retained since in all cases the gain in opacity (dopa) is greater than the gain in opacity normally expected by

une augmentation du taux de cendres (Aret).  an increase in the ash rate (Aret).

En revanche, la comparaison des résultats de l'essai témoin 1, T1 à ceux des essais 6 et 7 révèle clairement qu'un simple mélange, c'est-à-dire sans prendre de précaution particulière au niveau des conditions de pH et de  On the other hand, the comparison of the results of control test 1, T1 with those of tests 6 and 7 clearly reveals that a simple mixture, that is to say without taking any particular precaution in terms of pH and

mûrissement, ne conduit pas à une amélioration en terme d'opacité.  ripening, does not lead to an improvement in terms of opacity.

L'augmentation significative de la prise de résine est l'indice d'une  The significant increase in resin uptake is indicative of a

structure poreuse et non homogène.porous and non-homogeneous structure.

En ce qui concerne l'influence du taux de silice, on remarque que les essais réalisés avec 5 et 10 % de silice sont nettement plus performants  With regard to the influence of the silica content, we note that the tests carried out with 5 and 10% of silica are clearly more efficient

que l'essai réalisé avec 1 % de silice.  than the test carried out with 1% silica.

En conséquence, les résultats précédents montrent que par rapport à une formulation classique (TiO2 sans silice), I'utilisation d'un mixte minéral contenant 5 et 10 % de silice devrait permettre d'améliorer l'opacité de 0,6 à 0,9 point à taux équivalent de cendres. Ce gain correspond au rendement  Consequently, the previous results show that compared to a conventional formulation (TiO2 without silica), the use of a mineral mixture containing 5 and 10% of silica should make it possible to improve the opacity from 0.6 to 0, 9 point at equivalent rate of ash. This gain corresponds to the yield

d'opacité mesuré pour les essais les plus performants.  opacity measured for the most efficient tests.

On peut également envisager avec des compositions selon l'invention, d'utiliser moins de TiO2 tout en conservant le même niveau d'opacité qu'une formulation classique sans silice puisque les minéraux mixtes améliorent le taux de cendres et le rendement d'opacité. Le gain potentiel en TiO2 peut être estimé en évaluant le gain de taux de cendres correspondant à un gain d'opacité égal au rendement d'opacité. Cette valeur rapportée au taux de cendres des essais sans silice correspond au pourcentage de TiO2 qui peut  It is also conceivable with compositions according to the invention, to use less TiO2 while retaining the same level of opacity as a conventional formulation without silica since the mixed minerals improve the ash rate and the opacity yield. The potential gain in TiO2 can be estimated by evaluating the gain in ash rate corresponding to an opacity gain equal to the opacity yield. This value related to the ash rate of the tests without silica corresponds to the percentage of TiO2 which can

être économisé tout en restant au même niveau d'opacité que l'essai témoin.  be saved while remaining at the same level of opacity as the control test.

Dans ces conditions, I'utilisation d'un mixte minéral contenant 10 % de silice  Under these conditions, the use of a mineral mixture containing 10% silica

devrait permettre d'économiser au moins 7 à 10 % de TiO2 tout en conservant le même niveau d'opacité qu'une formulation classique sans silice.  should save at least 7-10% of TiO2 while retaining the same level of opacity as a conventional formulation without silica.

EXEMPLE 2:EXAMPLE 2:

A l'aide du test de la "formette de rétention", I'aptitude à la rétention du produit obtenu selon l'invention a été comparée avec celles  Using the “retention form” test, the ability to retain the product obtained according to the invention was compared with those

d'oxydes de titane "classiques".of "classic" titanium oxides.

Produit A: produit selon l'invention SiO2 = 10 % Produit B: produit selon l'invention, SiO2 = 15 % Produit C: TiO2 Rhoditan RL18  Product A: product according to the invention SiO2 = 10% Product B: product according to the invention, SiO2 = 15% Product C: TiO2 Rhoditan RL18

Produit D: TiO2 Rhoditan RL62.Product D: TiO2 Rhoditan RL62.

Les résultats du test sur "formette de rétention" sont donnés au  The results of the "retention form" test are given to

tableau 3.table 3.

A un taux de PAE de 0,8 %, taux usuel dans l'application, les produits selon l'invention conduisent à des taux de rétention supérieurs à celui du RL62 et équivalents à celui du RL18. Ceci est dû à leur caractère anionique mais aussi à leur structure particulière conférée par le procédé de synthèse  At a PAE rate of 0.8%, the usual rate in application, the products according to the invention lead to retention rates higher than that of RL62 and equivalent to that of RL18. This is due to their anionic character but also to their particular structure conferred by the synthesis process

faisant l'objet de l'invention.subject of the invention.

A PAE de 0 %, on met en évidence le caractère auto-rétentif du produit. Bien que plus anioniques que le RL18, les produits selon l'invention présentent un caractère autorétentif nettement plus marqué. Cela est bien la preuve d'une structure géométrique particulière constituée de flocs lâches et peu denses, et montre que, dans ce cas, la rétention est loin d'être uniquement le résultat d'interactions de nature électrostatique entre les fibres  At 0% PAE, the self-retentive nature of the product is highlighted. Although more anionic than RL18, the products according to the invention have a clearly more marked self-retentive character. This is indeed proof of a particular geometric structure made up of loose and sparse flocs, and shows that, in this case, the retention is far from being solely the result of interactions of an electrostatic nature between the fibers.

(naturellement anioniques) et les charges.  (naturally anionic) and charges.

TABLEAU 3:TABLE 3:

Ir Taux de PAE ( % sec/fibres) Réf. produit 0 0,2 0,4 0,8 1,2 Taux de rétention (%)  Ir PAE rate (% dry / fiber) Ref. product 0 0.2 0.4 0.8 1.2 Retention rate (%)

A 38 64 74 72 73A 38 64 74 72 73

B 24 46 55 69 73B 24 46 55 69 73

C 2,5 36 44 79 74C 2.5 36 44 79 74

D 49 57 47 40 42D 49 57 47 40 42

EXEMPLE 3EXAMPLE 3

Détermination de l'influence de l'étape de mûrissement t0 a) Effet en terme de rétention: Les résistances aux cisaillements de certaines compositions de flocs minéraux identifiés en exemple 1 ont été testées par le test de "formette  Determination of the influence of the ripening stage t0 a) Effect in terms of retention: The shear resistances of certain compositions of mineral flocs identified in example 1 were tested by the "formette" test

de rétention".retention ".

La figure 3 montre l'évolution de la rétention de charge pour différentes compositions en fonction de la vitesse d'agitation imposée au  FIG. 3 shows the evolution of the charge retention for different compositions as a function of the stirring speed imposed on the

mélange "cellulose/PAE/charge" avant formation du matelas fibreux.  "cellulose / PAE / filler" mixture before the fibrous mat is formed.

On remarque que la rétention des flocs minéraux mixtes diminue lorsque la vitesse d'agitation augmente. Elles restent toutefois nettement plus élevées que celles obtenues à partir de la charge sans silice. Nous pouvons donc conclure que les flocs minéraux mixtes sont suffisamment résistants aux  Note that the retention of mixed mineral flocs decreases when the stirring speed increases. However, they remain significantly higher than those obtained from the filler without silica. We can therefore conclude that the mixed mineral flocs are sufficiently resistant to

cisaillements pour conserver une bonne rétention première passe.  shears to maintain good first pass retention.

Les résultats obtenus montrent également que: a la réduction de la durée de mûrissement de 3 h à 1 h influe peu sur la résistance des flocs, * le système contenant 10 % de silice apporte une meilleure rétention que le système contenant 5 % de silice quelle que soit la vitesse  The results also show that: a reduction in the maturing time from 3 h to 1 h has little effect on the resistance of the flocs, * the system containing 10% silica provides better retention than the system containing 5% silica which whatever the speed

d'agitation. Ce résultat confirme qu'il est préférable d'utiliser 10 % de silice.  of agitation. This result confirms that it is preferable to use 10% silica.

b) Effet en terme d'opacité En fait, il s'avère qu'il n'est pas possible d'obtenir une feuille de papier de bonne qualité à partir d'un mélange RL62 SiO2 à 10 % en SiO2,  b) Effect in terms of opacity In fact, it turns out that it is not possible to obtain a sheet of good quality paper from an RL62 SiO2 mixture containing 10% SiO2,

n'ayant pas subi d'étape de mûrissement.  have not undergone a ripening stage.

Dès l'ajout de cellulose et de la PAE dans la cuve de mélange, on  As soon as cellulose and PAE are added to the mixing tank,

est confronté à une agglomération et formation de "pelotes".  is confronted with an agglomeration and the formation of "balls".

L'étape de mûrissement est donc une étape nécessaire à la  The ripening stage is therefore a stage necessary for the

formation de flocs minéraux mixtes efficaces.  formation of effective mixed mineral flocs.

io EXEMPLE 4:io EXAMPLE 4:

Effet sur la blancheur des feuilles de papier stratifiées des compositions de frocs minéraux mixtes selon l'invention La blancheur des feuilles stratifiées (la mesure est effectuée sur la zone fond blanc) a été mesurée pour chaque essai. Les résultats sont  Effect on the whiteness of the laminated paper sheets of the mixed mineral coatings according to the invention The whiteness of the laminated sheets (the measurement is carried out on the white background area) was measured for each test. The results are

regroupés dans le tableau 4 ci-après.  grouped in Table 4 below.

Les mesures de blancheur ont été effectuées selon l'échelle CIE l* a* b*, sur un spectrocolorimètre ELREPHO 2000 de la société  The whiteness measurements were carried out according to the CIE l * a * b * scale, on an ELREPHO 2000 spectrocolorimeter from the company.

DATACOLOR.DATACOLOR.

TABLEAU 4TABLE 4

__ Essais Blancheur No SiO2 Mûrissement L* AL* b* Ab*  __ Whiteness tests No SiO2 Ripening L * AL * b * Ab *

1 0 % Aucun 93,8 Réf. 5,0 Réf.1 0% None 93.8 Ref. 5.0 Ref.

2 1 % 3 h à ébullition 93,9 +0, 1 4,7 -0,3 3 5 % 3 h à ébullition 94,0 +0,2 4,5 - 0,5 4 10 % 3 h à ébullition 94,3 +0,5 _ 4,4 -0,6 10 % 1 h à ébullition 94,1 +0,3 4,4 -0,6 1',, -J De manière générale, on observe que l'utilisation des compositions selon l'invention améliore la blancheur de la feuille stratifiée et cela d'autant plus que le taux de silice augmente. Pour 5 et 10 % de silice on mesure un gain d'environ 0,2 point en L* et surtout une diminution du b* de 0,4 à 0,6 point. Une telle diminution du b* confère un sous-ton bleu prononcé à la  2 1% 3 h at boiling point 93.9 +0, 1 4.7 -0.3 3 5% 3 h at boiling point 94.0 +0.2 4.5 - 0.5 4 10% 3 h at boiling point 94 , 3 +0.5 _ 4.4 -0.6 10% 1 h at boiling point 94.1 +0.3 4.4 -0.6 1 ',, -J In general, we observe that the use compositions according to the invention improves the whiteness of the laminated sheet and this all the more as the silica content increases. For 5 and 10% of silica, a gain of about 0.2 point in L * is measured and above all a reduction in b * from 0.4 to 0.6 point. Such a decrease in b * gives a pronounced blue undertone to the

feuille stratifiée et renforce l'impression de blancheur.  laminated sheet and reinforces the impression of whiteness.

En plus d'une amélioration de la rétention et du rendement d'opacité du TiO2 retenu, elles entraînent donc également une amélioration de  In addition to an improvement in the retention and opacity yield of the TiO2 retained, they therefore also lead to an improvement in

io la blancheur de la feuille stratifiée.  io the whiteness of the laminated sheet.

EXEMPLE 5EXAMPLE 5

Préparation d'une composition de focs minéraux mixtes  Preparation of a composition of mixed mineral jibs

sous forme de Poudre.in the form of Powder.

Dans cet exemple, I'hétérocoagulation est réalisée selon le procédé décrit à l'exemple 1. Après l'étape de mûrissement (1 h à 90 C), le produit est séché en couche mince (15 h en étuve à 150 C). Le produit obtenu est divisé en deux parties: I'une est utilisée telle quelle alors que l'on fait subir  In this example, the heterocoagulation is carried out according to the method described in Example 1. After the ripening step (1 h at 90 ° C.), the product is dried in a thin layer (15 h in an oven at 150 ° C.). The product obtained is divided into two parts: one is used as it is while it is subjected

à l'autre un broyage à jets d'air (micronisation).  on the other, air jet grinding (micronization).

Ces deux produits sont soumis au test de rendement d'opacité. Ils sont mis en oeuvre sur les fibres de cellulose après une mise en slurry à un extrait sec de 40 %. Ils sont comparés à un produit témoin: oxyde de titane RHODITAN RL62 mis en slurry à 40 %. Dans cet exemple, la formulation utilisée est la suivante: Fibre de cellulose: 100 parts (15 g) Pigment opacifiant: 100 parts (15 g) Résine PAE: 0,8 % en sec /fibres  These two products are subjected to the opacity yield test. They are used on cellulose fibers after slurrying to a dry extract of 40%. They are compared with a control product: titanium oxide RHODITAN RL62 put in slurry at 40%. In this example, the formulation used is as follows: Cellulose fiber: 100 parts (15 g) Opacifying pigment: 100 parts (15 g) PAE resin: 0.8% dry / fibers

Dans le cas du produit témoin, on introduit 15 g de TiO2 RL62.  In the case of the control product, 15 g of TiO2 RL62 are introduced.

Dans le cas des produits selon l'invention, on introduit 15 g de l'ensemble  In the case of the products according to the invention, 15 g of the whole are introduced.

TiO2 + SiO2.TiO2 + SiO2.

Le reste du mode opératoire est celui décrit dans le test  The rest of the procedure is that described in the test

"Rendement d'opacité"."Opacity yield".

Les résultats sont donnés au tableau 5 3 5 Ces résultats montrent clairement qu'un produit réalisé selon l'invention auquel on fait subir un seul séchage (essai 2) n'est pas meilleur qu'un produit standard (essai 1). En revanche, ce même produit, après une étape de micronisation (essai 3) dégage tout son potentiel d'amélioration de rendement d'opacité. Il conduit en effet à une feuille de papier qui, après stratification, dégage une opacité de 2,4 points supérieure à celle du papier stratifié élaboré à partir du produit de référence RHODITAN RL62, et ce pour  The results are given in Table 5. These results clearly show that a product produced according to the invention which is subjected to a single drying (test 2) is not better than a standard product (test 1). On the other hand, this same product, after a micronization step (test 3) releases all of its potential for improving opacity yield. It in fact leads to a sheet of paper which, after laminating, gives off an opacity 2.4 points higher than that of the laminated paper produced from the reference product RHODITAN RL62, and this for

un taux de TiO2 dans la feuille tout à fait comparable.  a completely comparable level of TiO2 in the sheet.

TABLEAU 5TABLE 5

Essai n SiO2 Mûrissement Séchage Micronisation Opacité (%) Taux de Taux de TiO2 étuve cendres (%o) (%)  Test n SiO2 Curing Drying Micronization Opacity (%) Rate of Rate of TiO2 ash oven (% o) (%)

1 0 % - - 89,1 38,2 38,21 0% - - 89.1 38.2 38.2

2 10 % 1 hà 90 C 15 h à 150 C non 89,3 41,6 37,8 3 10 % 1 hà90 C 15 h à 150 C oui 91,5 41,6 37,8 o0  2 10% 1 hr at 90 C 15 hr at 150 C no 89.3 41.6 37.8 3 10% 1 hr at 90 C 15 hr at 150 C yes 91.5 41.6 37.8 o0

Claims (32)

REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'une composition à base de TiO2 utile comme agent opacifiant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes selon lesquelles: - on mélange à une dispersion aqueuse de TiO2, une dispersion aqueuse d'au moins un agent espaceur inorganique, le mélange des deux dispersions étant effectué sous agitation et à un pH compris entre les points I0 isoélectriques respectifs desdits TiO2 et agent espaceur et choisi de telle manière que lesdits TiO2 et agent espaceur possèdent des charges de surface opposées et suffisamment différentes pour conduire, sous l'effet de forces électrostatiques, à leur agencement en des focs minéraux mixtes dans lesquels les particules de TiO2 sont globalement espacées les unes des autres par des particules et/ou agrégats de l'agent espaceur; - on régule le cas échéant, le pH à la valeur fixée en étape 1, - on mûrit la dispersion aqueuse de frocs minéraux mixtes résultante à une température suffisante pour renforcer la solidité des liaisons établies entre les particules de TiO2 et les particules et/ou agrégats de l'agent espaceur, - on récupère ladite composition sous forme d'une dispersion aqueuse de flocs minéraux mixtes et - éventuellement on formule ladite composition sous une forme sèche.  1. Method for preparing a composition based on TiO2 useful as an opacifying agent, characterized in that it comprises the steps according to which: - an aqueous dispersion of TiO2, an aqueous dispersion of at least one inorganic spacer agent is mixed , the mixing of the two dispersions being carried out with stirring and at a pH between the respective isoelectric points I0 of said TiO2 and spacing agent and chosen in such a way that said TiO2 and spacing agent have opposite surface charges and sufficiently different to lead, under the effect of electrostatic forces, when arranged in mixed mineral jibs in which the TiO2 particles are generally spaced from one another by particles and / or aggregates of the spacer agent; - if necessary, the pH is regulated at the value fixed in step 1, - the resulting aqueous dispersion of mixed mineral frocs is matured at a temperature sufficient to strengthen the solidity of the bonds established between the TiO2 particles and the particles and / or aggregates of the spacing agent, - said composition is recovered in the form of an aqueous dispersion of mixed mineral flocs and - optionally said composition is formulated in a dry form. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le2. Method according to claim 1 characterized in that the dioxyde de titane utilisé est un TiO2 rutile.  titanium dioxide used is a rutile TiO2. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le  3. Method according to claim 1 or 2 characterized in that the dioxyde de titane utilisé est un TiO2 rutile de taille pigmentaire.  titanium dioxide used is a rutile TiO2 of pigment size. 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que  4. Method according to claim 1, 2 or 3 characterized in that le TiO2 est revêtu d'un traitement de surface minéral.  TiO2 is coated with a mineral surface treatment. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que le traitement de surface comprend au moins un composé choisi parmi. les alumine, silice, zircone, phosphate, oxyde de cérium, oxyde.de zinc, oxyde de  5. Method according to claim 4 characterized in that the surface treatment comprises at least one compound chosen from. alumina, silica, zirconia, phosphate, cerium oxide, zinc oxide, oxide titane et leurs mélanges.titanium and their mixtures. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce  6. Method according to one of claims 1 to 5 characterized in that que la dispersion aqueuse de TiO2 comprend environ 5 à 80 % en poids de TiO2.  that the aqueous dispersion of TiO2 comprises approximately 5 to 80% by weight of TiO2. 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que la7. Method according to claim 6 characterized in that the dispersion aqueuse de TiO2 comprend environ 5 à 40 % en poids de TiO2.  aqueous dispersion of TiO2 comprises approximately 5 to 40% by weight of TiO2. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce  8. Method according to one of claims 1 to 7 characterized in that que l'agent espaceur inorganique est choisi parmi les oxydes de silicium, de titane, de zirconium, de zinc, de magnésium, d'aluminium, d'yttrium, d'antimoine, de cérium et d'étain; les sulfates de baryum et de calcium; le sulfure de zinc; les carbonates de zinc, de calcium, de magnésium, de plomb et de métaux mixtes; les phosphates d'aluminium, de calcium, de magnésium, de zinc, de cérium et de métaux mixtes; les titanates de magnésium, de calcium, d'aluminium et de métaux mixtes; les fluorures de magnésium et de calcium; les silicates de zinc, de zirconium, de calcium, de baryum, de magnésium, d'alcalino-terreux mixtes et de minéraux silicates; les aluminosilicates d'alcalin et d'alcalino-terreux; les oxalates de calcium, de zinc, de magnésium, d'aluminium et de métaux mixtes; les aluminates de zinc, de calcium, de magnésium et d'alcalinoterreux; I'hydroxyde d'aluminium et leurs mélanges.  that the inorganic spacer agent is chosen from oxides of silicon, titanium, zirconium, zinc, magnesium, aluminum, yttrium, antimony, cerium and tin; barium and calcium sulfates; zinc sulfide; zinc, calcium, magnesium, lead and mixed metal carbonates; aluminum, calcium, magnesium, zinc, cerium and mixed metal phosphates; titanates of magnesium, calcium, aluminum and mixed metals; magnesium and calcium fluorides; zinc, zirconium, calcium, barium, magnesium, mixed alkaline earth silicates and silicate minerals; alkali and alkaline earth aluminosilicates; calcium, zinc, magnesium, aluminum and mixed metal oxalates; zinc, calcium, magnesium and alkaline earth aluminates; Aluminum hydroxide and mixtures thereof. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce  9. Method according to one of claims 1 to 8 characterized in that que l'agent espaceur inorganique est choisi parmi les oxydes de silicium, de  that the inorganic spacing agent is chosen from silicon oxides, zirconium, d'aluminium, d'antimoine, de cérium, d'étain et leurs mélanges.  zirconium, aluminum, antimony, cerium, tin and their mixtures. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en  10. Method according to one of claims 1 to 9 characterized in ce que l'agent espaceur inorganique est utilisé à raison d'environ 1 à 40 % en  what the inorganic spacer is used at about 1 to 40% by poids par rapport au poids de TiO2.weight relative to the weight of TiO2. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en  11. Method according to one of claims 1 to 10 characterized in ce que l'agent espaceur inorganique est utilisé à raison d'environ 5 à 15 % en  what the inorganic spacer is used at about 5 to 15% by poids par rapport au poids de TiO2.weight relative to the weight of TiO2. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé en  12. Method according to one of claims 1 to 11 characterized in ce que le TiO2 est un TiO2 rutile pigmentaire cationique.  that TiO2 is a cationic pigmented rutile TiO2. 13. Procédé selon la revendication 12 caractérisé en ce que l'agent espaceur inorganique est une silice, une alumine, un silicoaluminate ou  13. Method according to claim 12 characterized in that the inorganic spacer agent is a silica, an alumina, a silicoaluminate or 0o un de leurs mélanges.0o one of their mixtures. 14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé en  14. Method according to one of claims 1 to 13 characterized in ce que l'agent espaceur inorganique est une silice et que le TiO2 est un TiO2  that the inorganic spacer is a silica and that TiO2 is a TiO2 rutile pigmentaire cationique.cationic pigment rutile. 15. Procédé selon la revendication 14 caractérisé en ce que la  15. The method of claim 14 characterized in that the silice possède une surface spécifique comprise entre environ 20 et 300 m2/g.  silica has a specific surface of between approximately 20 and 300 m2 / g. 16. Procédé selon la revendication 14 ou 15 caractérisé en ce que la silice se présente sous la forme d'agrégats de taille comprise entre  16. The method of claim 14 or 15 characterized in that the silica is in the form of aggregates of size between environ 0,5 et 10 pm.about 0.5 and 10 pm. 17. Procédé selon l'une des revendications 14 à 16 caractérisé en  17. Method according to one of claims 14 to 16 characterized in ce que la silice est générée in situ par acidification d'une solution de silicates.  that silica is generated in situ by acidification of a solution of silicates. 18. Procédé selon la revendication 17 caractérisé en ce que le pH est ajusté après précipitation in situ de la silice à une valeur propice à la manifestation des forces électrostatiques entre le TiO2 et la silice ainsi generee.  18. The method of claim 17 characterized in that the pH is adjusted after precipitation in situ of the silica to a value conducive to the manifestation of electrostatic forces between the TiO2 and the silica thus generated. 19. Procédé selon l'une des revendications 14 à 17 caractérisé en  19. Method according to one of claims 14 to 17 characterized in ce que les deux dispersions aqueuses sont mises en présence à un pH de  that the two aqueous dispersions are brought together at a pH of l'ordre de 5,5.around 5.5. 20. Procédé selon l'une des revendications 14 à 19 caractérisé en  20. Method according to one of claims 14 to 19 characterized in ce que la silice est utilisée à raison d'environ 5 à 15 % en poids par rapport au  that silica is used in an amount of about 5 to 15% by weight relative to the poids de TiO2.TiO2 weight. 21. Procédé selon l'une des revendications 14 à 20 caractérisé en  21. Method according to one of claims 14 to 20 characterized in ce que l'étape de mûrissement est réalisée à une température comprise entre  that the ripening step is carried out at a temperature between environ 60 C et 100 C pendant au moins 30 minutes.  about 60 C and 100 C for at least 30 minutes. 22. Procédé selon l'une des revendications 1 à 21 caractérisé en  22. Method according to one of claims 1 to 21 characterized in ce que les flocs minéraux mixtes obtenus à l'issue de la première ou seconde  what the mixed mineral flocs obtained after the first or second étape subissent un traitement de surface minéral.  stage undergo mineral surface treatment. 23. Procédé selon la revendication 22 caractérisé en ce que le lo traitement de surface minéral représente environ 16 % en poids ou moins par  23. The method of claim 22 characterized in that the mineral surface treatment lo represents about 16% by weight or less by rapport au poids total des flocs minéraux mixtes traités.  relative to the total weight of the mixed mineral flocs treated. 24. Composition à base de TiO2 susceptible d'être obtenue selon  24. Composition based on TiO2 capable of being obtained according to le procédé défini selon l'une des revendications 1 à 23.  the method defined according to one of claims 1 to 23. 25. Composition à base de TiO2 et de SiO2 caractérisée en ce que les particules de TiO2 et de SiO2 y sont agencées sous la forme de focs minéraux mixtes à base de TiO2 et de SiO2 dans lesquels les particules de TiO2 sont globalement espacées les unes des autres par des agrégats de ladite  25. Composition based on TiO2 and SiO2 characterized in that the particles of TiO2 and SiO2 are arranged therein in the form of mixed mineral jibs based on TiO2 and SiO2 in which the particles of TiO2 are generally spaced apart from one another others by aggregates of said silice.silica. 26. Composition selon la revendication 25 caractérisée en ce que  26. Composition according to claim 25 characterized in that la silice est présente à raison d'environ 5 à 15 % en poids par rapport au TiO2.  the silica is present in an amount of approximately 5 to 15% by weight relative to the TiO2. 27. Composition selon la revendication 25 ou 26 caractérisée en  27. Composition according to claim 25 or 26 characterized in ce que le TiO2 est un TiO2 rutile pigmentaire cationique.  that TiO2 is a cationic pigmented rutile TiO2. 28. Composition selon l'une des revendications 25 à 27  28. Composition according to one of claims 25 to 27 caractérisée en ce que la silice possède une surface spécifique comprise entre environ 20 et 300 m2/g et/ou se présente sous la forme d'agrégats de taille  characterized in that the silica has a specific surface of between approximately 20 and 300 m2 / g and / or is in the form of size aggregates comprise entre environ 0,5 et 10 pm.  between about 0.5 and 10 pm. 29. Composition selon l'une des revendications 25 à 28  29. Composition according to one of claims 25 to 28 caractérisée en ce que les flocs minéraux mixtes à base de TiO2 et de SiO2  characterized in that the mixed mineral flocs based on TiO2 and SiO2 sont revêtus d'un traitement de surface minéral.  are coated with a mineral surface treatment. 30. Composition selon la revendication 29 caractérisée en ce que ce traitement de surface minéral représente environ 16 % en poids ou moins  30. Composition according to claim 29 characterized in that this mineral surface treatment represents approximately 16% by weight or less par rapport au poids total des flocs minéraux mixtes.  relative to the total weight of the mixed mineral flocs. 31. Utilisation d'une composition obtenue selon l'une des  31. Use of a composition obtained according to one of revendications 1 à 23 ou d'une composition définie selon l'une des  claims 1 to 23 or of a composition defined according to one of revendications 24 à 30 à titre d'agent opacifiant.  Claims 24 to 30 as an opacifying agent. 32. Utilisation selon la revendication 31 en industries papetière,  32. Use according to claim 31 in the paper industries, o0 des plastiques et de peintures.o0 plastics and paints.
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