FR2861401A1 - Utilisation d'un amidon de legumineuses dans une composition adhesive pour le collage de sacs - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet une composition adhésive destinée au collage de sacs de petite, moyenne et grande contenance, caractérisée en ce qu'elle contient au moins un amidon de légumineuses.L'invention a également pour objet un procédé de confection de tels sacs, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape mettant en oeuvre ladite composition adhésive contenant au moins un amidon de légumineuses.L'invention a encore pour objet l'utilisation d'un amidon de légumineuses pour le collage de sacs de petite, moyenne et grande contenance, de préférence, un amidon de légumineuses dont la teneur en amylose est comprise entre 30 et 60%.

Description

UTILISATION D'UN AMIDON DE LÉGUMINEUSES

DANS UNE COMPOSITION ADHESIVE POUR LE COLLAGE DE SACS

La présente invention a pour objet l'utilisation d'un amidon de légumineuses dans une composition adhésive destinée au collage de sacs de petite, moyenne et grande contenance.

La présente invention concerne encore une nouvelle composition adhésive comprenant un amidon de légumineuses, destinée à la confection de tels sacs.

Elle concerne aussi un procédé de confection desdits sacs, comportant au moins une étape de collage faisant appel à une composition adhésive comprenant un amidon de légumineuses.

Elle concerne encore tout sac, de petite, moyenne ou grande contenance, confectionné par tout moyen mettant en oeuvre au moins une composition adhésive selon l'invention.

Par sac au sens de la présente invention, on entend tout objet assemblé par collage de matériaux essentiellement cellulosiques, en tout ou partie, ainsi confectionné de façon à satisfaire à un usage de sacherie, qu'il soit de petite contenance, tels que des sacs pour pain, farine, sucre ou à usage en pharmacie, de moyenne contenance, comme les sacs pour l'alimentation animale ( pet-food , croquettes), ou pour déchetterie, ou encore de grande contenance comme les sacs à ciment, pour le plâtre et les enduits divers, ou pour les produits chimiques.

L'expression usage de sacherie caractérise ici la fonction remplie par l'objet et consistant essentiellement à satisfaire à toutes les conditions déterminant son utilisation à des fins de contenant ou d'emballage, notamment son volume, sa forme, la facilité 2861401 2 de manipulation, qu'il soit vide ou plein, sa résistance, en particulier, à l'état humide, en prenant en compte, par exemple, la densité, la température, l'humidité du contenu, notamment au moment du remplissage.

Par procédé de confection au sens de la présente invention, on entend tout procédé permettant d'abord la préparation et la mise en place des matériaux à assembler et qui prévoit ensuite, dans l'une de ses phases au moins, au moins une étape de collage au moyen d'une composition adhésive, couramment dénommée colle de sacherie , en assurant la dépose de ladite colle de sacherie, l'assemblage et le collage proprement dits dans les conditions requises.

Par colle de sacherie ou composition adhésive pour le collage de sacs au sens de la présente invention, on entend toute composition, généralement aqueuse, susceptible de répondre à l'ensemble des critères ci-dessous: 1. posséder des propriétés rhéologiques générales adaptées aux opérations unitaires précédant le processus proprement dit de collage et notamment adaptées aux procédés et dispositifs de plus en plus rapides et performants de préparation, de transport et de dépose des colles, de positionnement des éléments destinés à être assemblés.

En effet, les divers matériels qui assurent les différentes phases du procédé de collage réclament, de façon générale, des colles de sacherie présentant des caractéristiques précises, notamment en termes d'extrait sec, de niveau de viscosité, de texture, de cohésion et / ou de stabilité.

Dans la mesure où la colle de sacherie répond de manière satisfaisante à ces différents critères, elle est susceptible de présenter effectivement une bonne aptitude 2861401 3 à la distribution, en particulier sur des machines réputées rapides, cela sans désagrément quelquefois rédhibitoire tel que, par exemple, des projections, filaments, bavures ou irrégularités diverses.

2. présenter une bonne affinité vis-à-vis du matériau qu'elle doit d'abord mouiller, enduire et pénétrer correctement et cela, le plus généralement, selon des exigences suffisamment précises de temps, température et / ou pression. A ces fins, elle doit, d'une façon générale, présenter d'excellentes aptitudes pour le dépôt d'un film mince, régulier, d'une cohésion suffisante, quel que soit le matériau envisagé en tant que substrat.

Si la nature du matériau à coller est le plus souvent cellulosique, cette cellulose a pu être traitée et / ou enduite de diverses matières, en particulier, de polyéthylène dont l'usage dans le contexte est très répandu, lesdits traitements perturbant régulièrement les données relatives à la distribution, au mouillage et à l'enduction.

3. posséder des propriétés suffisantes de tack , c'est-à-dire présenter une capacité suffisante, souvent instantanée et réelle avant toute perte significative en eau de l'adhésif initiant le phénomène de collage à proprement parler, à maintenir correctement positionnés les substrats à assembler, soit dès que le positionnement est réalisé.

Ce tack minimum doit ainsi, et tout particulièrement, éviter que lesdits éléments ne soient sujets à une quelconque modification de ce positionnement, notamment par glissement.

A ces fins, elle doit, en d'autres termes, être susceptible d'une forte et rapide adhésion au matériau à l'état humide.

2861401 4 Cette notion est notamment développée dans l'ouvrage Starch: Chemistry and Technology - Volume II - Industrial Aspects - R.L. Whistler - E.F. Paschall - Academic Press - 1967 - page 546.

4. développer, dans le cadre du maintien rigoureux souhaité des éléments à assembler et de diverses actions telles que, par exemple, celles de la pression et / ou de la température, puis conserver les propriétés nécessaires à une forte adhésivité et à la résistance du sac la plus élevée, notamment à l'état humide.

5. autoriser le bon mûrissement du collage effectué. Cette notion recouvre la faculté, souvent particulièrement utile, d'évolution bénéfique du collage dans le temps, soit parvenir à la résistance la plus élevée, en particulier dans des conditions humides, en évitant que l'objet de collage ne soit livré prématurément à son utilisation.

De ce point de vue, la pratique conduit à respecter un délai de quelques heures à quelques jours, nécessaire pour parvenir aux propriétés optimales d'adhésivité.

6. être biodégradable, respectueuse de l'environnement et conduire à des sacs recyclables ( repulpables ), à l'inverse de nombreux produits de synthèse.

D'une façon générale, les matières amylacées, issues de tubercules ou de céréales sont susceptibles de présenter bon nombre des propriétés souhaitées pour la confection de sacs et sont largement utilisées, notamment, dans le cadre des deux opérations les plus répandues dites et connues de l'homme de l'art sous les noms de collage longitudinal et de collage de fond.

Ces différents aspects et notions sont notamment développés, essentiellement pour l'amidon de maïs, dans 2861401 5 les ouvrages Industrial Uses of Starch and its Derivatives , de J. A. Radley - Applied Science Publishers - 1976 - pages 33 et 34 et Starch: Chemistry and Technology - Volume II - Industrial Aspects - R.L. Whistler - E.F. Paschall - Academic Press - 1967 - pages 538 et 539 (aspects généraux) pages 547 à 549.

L'article Tack and bonding strength of carbohydrate-based adhesives from different botanical sources de F.N. Emengo, S.E.R. Chukwu, J. Mozie International Journal of Adhesion and Adhesives vol.22 N 2 (2002) p.93 100, par exemple, envisage d'autres amidons comme ceux issus de la patate douce, de l'igname, du manioc, du riz, de la graine de soja.

Les plus courantes de ces matières amylacées, notamment la fécule de pomme de terre ou de manioc, l'amidon de blé ou de maïs, qui présentent, globalement, les avantages d'un coût relativement faible et stable, recèlent aussi quelques inconvénients.

Dans les opérations de collage de sacs, qu'il soit longitudinal ou de fond, il devient en effet particulièrement malaisé, avec les amidons de céréales ou de tubercules, même profondément modifiés, de respecter les exigences de machines toujours plus rapides, performantes, initiant des sollicitations et des contraintes dynamiques toujours plus élevées pour la composition adhésive, tout en possédant les propriétés de collage requises et énoncées aux points 1 à 5 ci-dessus.

En réponse à ces nécessités, les amidons issus de tubercules comme la fécule de pomme de terre, qu'ils soient hydrolysés ou non, modifiés ou non, conduisent généralement à des compositions présentant de faibles cohésions et génèrent trop souvent des irrégularités dans les dépôts et des projections sur machine importantes.

2861401 6 La fécule de pomme de terre présente en outre l'inconvénient d'approvisionnements devenus difficiles, essentiellement, de par les coûts d'extraction ainsi que par la réglementation spécifique qui lui est appliquée.

La réponse des amidons de céréales à ces mêmes nécessités est toute différente. En effet et à l'inverse, de telles matières, notamment les amidons de maïs, conduisent à des compositions de forte cohésion, souvent excessive. Cette forte cohésion, dans les conditions de circulation de colle, génère des zones, sur les bords des réserves de colle, sur les lisières d'une feuille, d'un film en traitement ou dans les organes dévolus au recyclage, où la composition épaissit fortement et évolue vers la solidification, par élévation de l'extrait sec et / ou absence de cisaillement.

L'impuissance dans laquelle on se trouve à résoudre ou même à réduire les insuffisances foncières de ces amidons de céréales ou de tubercules a souvent conduit à des propositions coûteuses et complexes, notamment liées aux adjonctions d'agents synthétiques complémentaires ou aux modifications chimiques envisagées et d'autant plus discutables qu'elles ne respectent pas, en général, l'environnement et sa qualité.

On peut citer, par exemple, dans cet ordre d'idée, la demande de brevet japonais JP 63-112673 ou la demande de brevet internationale WO 92/10554 qui décrivent des compositions adhésives comprenant amidons modifiés et polymères synthétiques ou la demande de brevet japonais JP 03-275701 qui décrit la réaction de l'amidon avec un N-hydroxyméthyl stéarate amide.

On peut aussi citer le brevet US 3.844.807 qui décrit l'association d'un premier amidon hydrolysé, d'un second amidon non hydrolysé, d'un troisième amidon hydroalkylé, d'un premier sel inorganique de base faible 2861401 7 et d'acide fort, d'un second sel inorganique de base forte et d'acide fort et d'un agent surfactant. Une telle solution, par sa complexité, traduit bien l'embarras et la perplexité devant les problèmes posés.

La demande de brevet internationale WO 00/66660 constitue un autre exemple de solutions complexes en associant, pour constituants majeurs, acétate de polyvinyle, dextrine et amidon natif mais aussi, des composants tels qu'un éther de cellulose, un plastifiant spécifique de l'amidon, un autre destiné à l'acétate, dans le cadre de formulations exemplifiées comportant une dizaine d'ingrédients.

La Demanderesse, elle-même, commercialise depuis de nombreuses années des amidons, notamment de tubercules et de céréales, le plus souvent modifiés chimiquement et / ou physiquement.

Parmi ceux-ci, certains présentent une richesse élevée en amylopectine.

En effet, les amidons riches en amylopectine, comme les amidons de maïs cireux, conduisent à des compositions très stables, voire trop stables, qui développent, en relation directe avec une cohésion de colle insuffisante (caractère filant), des propriétés adhésives globalement assez faibles, notamment en termes de résistance dans des conditions humides.

De façon parallèle, les défauts de comportement sont aussi très importants, avec les amidons de céréales ou de tubercules, lorsque leur teneur en amylose est élevée.

Ils sont très souvent rédhibitoires, notamment en termes de rhéologie et d'évolution de la viscosité.

Dans de très nombreux cas d'utilisation, les insuffisances conduisent à préconiser l'association de dérivés d'amidon, de polymères synthétiques solubles, 2861401 8 comme les alcools de polyvinyle, et / ou de polymères synthétiques en émulsion ou en dispersion comme, par exemple, les émulsions vinyliques où acryliques.

En outre, les résines formolées, quelle que soit leur nature, sont nécessaires à un développement adéquat de la résistance dans des conditions humides ou à l'eau du joint de colle.

L'utilisation de telles résines pose, de façon de plus en plus aiguë, un problème majeur de salubrité et de santé publique, même si des progrès sensibles ont été réalisés sur ce plan.

Toutefois, si le soin permanent apporté a permis d'agir très favorablement sur leur toxicité, l'importance et la gravité des atteintes à la santé sont telles que chacun souhaite la disparition pure et simple de ces résines.

Des propositions ont été faites dans ce sens en proposant le remplacement par d'autres résines sans formol.

Les brevets US 5 386 040, 5 466 862 et 5 612 443 décrivent notamment l'appel à des polyaldéhydes et des polyacétals de masses moléculaires faibles.

De telles substitutions, si elles sont susceptibles de résoudre le problème de toxicité posé par la présence de formol, conduisent malheureusement à une diminution sensible de la réactivité des résines vis-à-vis de l'amidon.

Au vu de ce dernier aspect, la société demanderesse considère que les dits brevets ne sont que l'expression de solutions partielles et imparfaites au problème posé, relatif au compromis recherché entre résistance à l'eau et absence de toxicité.

Ainsi, la Société Demanderesse considère qu'il est nécessaire de présenter des solutions permettant de: 2861401 9 - répondre à l'élaboration de compositions adhésives pour le collage des sacs par l'appel à des amidons peu coûteux et aisément accessibles, - présenter, à partir d'amidons modifiés ou non, hydrolysés ou non, une solution rhéologique adaptée, notamment en termes de viscosité apparente, de comportement au cisaillement, d'absence de projections sur machine, même rapide, maintenir l'évolution de la viscosité dans les capacités de stockage ou de recyclage, notamment lors de changements de production ou d'arrêts éventuellement prolongés, dans des limites acceptables par l'homme de l'art, - interdire l'apparition de solidifications ou 15 d'épaississements exagérés, néfastes à la conduite de l'opération et à la qualité du résultat, - offrir un caractère filmogène adapté à la dépose, quels que soient la sorte de papier et les éventuels traitements préalables, soit apte à l'obtention d'un film mince et régulier, présentant une cohésion suffisante, - autoriser un bon mouillage et une forte adhésion du film au papier à l'état humide, quel que soit notamment le nombre de plis, développer une résistance du film à l'état sec, en particulier, adaptée à la contenance du sac confectionné, que ce soit à l'effort de rupture ou à l'allongement sur le matériau traité, - accéder, éventuellement, à une résistance suffisante du film à l'action de l'eau, et à sa 30 permanence.

De façon synthétique, on peut affirmer qu'il existe une première nécessité à mettre en place des compositions aqueuses adhésives qui puissent satisfaire à toutes les exigences présentées par les matériels modernes, 2861401 10 notamment en termes de rhéologie et de performances, qui soient simples de mise en oeuvre, qui soient d'un coût raisonnable et, parallèlement, faciles d'accès en termes d'approvisionnement et de réglementation.

Il existe une seconde nécessité à élaborer des compositions adhésives susceptibles de développer des joints de colle résistants à l'eau qui fassent appel à des quantités réduites, ou nulles, de résines, notamment.

Or, il est du mérite de la Demanderesse d'avoir établi que de telles compositions adhésives, répondant à l'ensemble de ces contraintes, peuvent être élaborées, de façon surprenante et inattendue, à partir d'amidons de légumineuses.

Ainsi, une composition adhésive, utile pour le collage de sacs de petite, moyenne et grande contenance, est caractérisée en ce qu'elle contient au moins un amidon de légumineuses.

Il est en effet du mérite de la Demanderesse d'avoir déterminé qu'une composition adhésive caractérisée en ce qu'elle contient au moins un amidon de légumineuses, notamment de pois, tel que défini ci-dessous, permettait de répondre à l'ensemble des paramètres conditionnant le degré de satisfaction de l'homme de l'art, confronté à la nécessité d'assurer un bon collage de sacs, notamment selon des exigences très variables, notamment en termes de résistance à l'eau et de cadences des machines.

Par légumineuses au sens de la présente invention, on entend plus particulièrement la famille des papilionacées, dont les représentants les plus importants sont le haricot, le pois, la lentille, la fève, la luzerne, le trèfle, le lupin.

Par amidon de légumineuses au sens de l'invention, on entend plus particulièrement les amidons 2861401 11 extraits de légumineuses, notamment du pois, présentant une richesse en amylose inférieure ou égale à 60%.

La composition selon l'invention est, en particulier, avantageusement caractérisée en ce que l'amidon de légumineuses présente une richesse en amylose comprise entre 30 et 60%, de préférence entre 30 et 52%.

D'une façon encore plus préférentielle, la composition selon l'invention est caractérisée en ce que ledit amidon de légumineuses présente une richesse en amylose comprise entre 30,5 et 45%, de préférence entre 31 et 40%, de préférence encore, entre 31,5 et 39,5%.

Ces amidons de légumineuses, de richesse en amylose considérée comme moyenne, notamment issus du pois, sont jugés aisément accessibles, dans de bonnes conditions, notamment économiques, en comparaison aux autres sources d'amidon.

La composition adhésive selon la présente invention est plus particulièrement caractérisée en ce que l'amidon de légumineuses, est un amidon de pois qui présente une richesse en amidon supérieure à 90% (sec/sec).

De façon plus avantageuse, la composition adhésive selon l'invention est caractérisée en ce que l'amidon de légumineuses, notamment de pois, présente une richesse en amidon supérieure à 95%, de préférence supérieure à 98% (sec / sec).

De façon plus avantageuse encore, la teneur en matières colloïdales et en résidus fibreux est faible, par exemple inférieure à 1% (sec/sec).

Le taux de protéines est de préférence inférieur à 1%, préférentiellement inférieur à 0,5% et, plus particulièrement, compris entre 0,1 et 0,35% (sec/sec).

Selon une variante, la composition adhésive selon l'invention est caractérisée en ce que l'amidon de légumineuses est un amidon modifié obtenu par au moins 2861401 12 une modification choisie dans le groupe constitué par l'hydrolyse enzymatique, l'hydrolyse acide, les modifications thermiques et thermomécaniques, les modifications chimiques, en particulier l'oxydation, l'estérification et l'éthérification.

Tout particulièrement, la composition adhésive selon l'invention est avantageusement caractérisée en ce qu'au moins une modification chimique de l'amidon de légumineuses, notamment de pois, consiste en une réaction d'oxydation, d'acétylation, d'hydroxypropylation, d'hydroxyéthylation, de carboxyméthylation, de succinylation, de cyanoéthylation, de cationisation, de sulfatation, de sulfonation ou relative à toute forme de réticulation.

Essentiellement dans le cadre de ces variantes, notamment liées à des modifications chimiques, l'amidon de légumineuses de la composition selon l'invention peut être, avantageusement, soumis à une modification physique, de préférence par extrusion, prégélatinisation et / ou atomisation.

D'autres modifications physiques sont possibles, telles que, par exemple, les opérations thermiques connues sous les appellations de Hot Moisture Treatment ou d' Annealing .

Selon de multiples variantes possibles, et en raison de l'excellente compatibilité présentée, l'amidon de légumineuses, notamment de pois, peut être associé, bien que ce ne soit pas préféré, à d'autres polymères, solubles, tels que, par exemple, les alcools de polyvinyle, les dérivés de cellulose, tels les méthyl- ou les carboxyméthyl-celluloses, les alginates et / ou diverses gommes.

2861401 13 Il peut être aussi mélangé à des polymères en dispersion comme, par exemple, les latex de toutes natures.

La prise en compte de considérations souvent imposées à l'homme de l'art peuvent l'amener à apporter divers agents fonctionnels supplémentaires à la composition tels que des agents de rhéologie, notamment épaississants ou viscosifiants, des plastifiants, des stabilisants comme, par exemple, le savon de Marseille ou un alcool gras, des colorants, des résines hydrophobes, des agents de complexation comme, par exemple, le borax et / ou de réticulation de l'amidon, mais aussi des charges ou des pigments, minéraux, comme le carbonate de calcium et les kaolins ou encore, organiques, en particulier, de l'amidon sous forme granulaire.

La composition adhésive selon la présente invention permet ainsi d'accéder à un procédé de collage amélioré, en toute généralité, dans la mesure où les solutions colloïdales d'amidons de légumineuses, notamment de pois, sont d'excellente qualité et se prêtent particulièrement bien à leur préparation, par cuisson ou simple mise en solution.

La composition adhésive selon l'invention, comprenant au moins un amidon de légumineuses, notamment de pois, en quantités significatives, est parfaitement adaptée au développement de propriétés, notamment rhéologiques, permettant son stockage, sa distribution et son recyclage sans aucun désagrément ou manifestation néfaste, de quelque nature que ce soit et sert ainsi, à la plus grande satisfaction de l'homme de l'art, la qualité du collage.

L'adhésion du film humide au matériau, par son niveau élevé, renforce le degré de satisfaction par 2861401 14 l'absence de dépôt de la composition, notamment sèche, non adhérente, sur la machine ou sur le sol.

La composition adhésive selon l'invention permet en outre d'accéder à des matériaux collés répondant particulièrement bien aux buts recherchés, selon des critères essentiels de résistance à la rupture, à l'allongement, à l'humidité ou à l'eau ou encore, plus secondaires comme les aspects purement esthétiques (absence de marquage ou de transpercement) ou d'aptitudes diverses, par exemple, à l'imprimabilité.

Il est ainsi montré qu'un amidon de légumineuses, notamment de pois, au sens de l'invention, constitue un moyen simple et aisé de parvenir à des compositions adhésives selon l'invention présentant toutes les variantes de performances souhaitables et adaptées aux exigences techniques.

Parmi celles-ci, la résistance à l'eau ou à l'humidité mérite un examen particulier.

En effet, aux fins de parvenir à la résistance souhaitée de ce point de vue, une composition adhésive selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle peut comprendre une quantité efficace d'une résine choisie dans le groupe constitué des résines formolées et des résines synthétiques non formolées.

Par quantité efficace , on entend ici une quantité de résine au moins égale à celle permettant à ladite composition adhésive de conférer au collage final de bonnes propriétés de résistance à l'eau selon les tests en vigueur.

Dans le contexte de l'utilisation d'une composition adhésive selon l'invention, s'il reste tout à fait possible d'utiliser les résines couramment ajoutées pour l'obtention d'une résistance à l'eau convenable, telles que les résines formolées, comme les résines urée-formol, 2861401 15 cétone-formol, résorcine-formol, phénol-formol, ou non formolées, présentant généralement une capacité de pontage et / ou un caractère hydrophobe intrinsèque, on considère qu'il est possible, très avantageusement, de réduire sensiblement, et dans la plupart des cas, la quantité utile de ladite résine, quelle qu'en soit la nature.

Il est aussi du mérite de la demanderesse d'avoir constaté que, de façon surprenante et inattendue, les objectifs de résistance à l'eau des joints de colle, s'ils peuvent être aisément atteints et de façon satisfaisante à l'utilisation de résines pauvres en formol libre dans le cadre de l'utilisation d'une composition adhésive selon l'invention, sont susceptibles de conduire, au mieux, à l'absence totale de résine formolée, et même, de toute résine de réticulation ou intrinsèquement hydrophobe, par l'usage de compositions adhésives conçues sur la base essentielle d'amidons de légumineuses, plus particulièrement, d'amidons de pois.

Plus particulièrement, selon qu'elles contiennent une résine formolée ou non, un agent de résistance à l'eau non synthétique et non formolé judicieusement choisi, elles sont susceptibles de répondre aux exigences particulières de résistance et de ne pas nuire à l'environnement, ni desservir les conditions d'hygiène et de salubrité.

Ainsi, selon une variante particulièrement intéressante, la composition adhésive selon l'invention, satisfaisant les critères de résistance à l'eau, mais aussi d'hygiène et de salubrité publique, est caractérisée en ce qu'elle contient des quantités très réduites, voire et de préférence, exempte de résine formolée ou même de résine synthétique, et peut par ailleurs comprendre une quantité efficace d'un agent 2861401 16 chimique choisi parmi les sulfates, notamment, de zinc, d'alumine ou de cuivre, les composés porteurs de zirconium ou le phosphate de diammonium, dans le but d'obtenir des résistances à l'eau particulièrement élevées.

Il a été en outre constaté que tous les amidons de légumineuses utilisables selon l'invention pouvaient convenir pour de telles formulations.

En particulier, il a été constaté, de façon particulièrement encourageante, que des compositions adhésives, entièrement ou partiellement formulées avec différentes qualités d'amidons de pois, présentant des taux d'amylose variables, notamment compris entre 30 et 52%, pouvaient convenir dans l'une quelconque des hypothèses d'utilisation.

L'invention, en conséquence, concerne également un procédé de confection de sacs de petite, moyenne et grande contenance, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape mettant en oeuvre une composition adhésive selon l'invention.

Ledit procédé autorise l'obtention d'un sac présentant les caractéristiques souhaitées.

Il est plus particulièrement avantageux d'utiliser un amidon de légumineuses pour le collage de sacs de petite, moyenne et grande contenance, de préférence, un amidon de légumineuses dont la teneur en amylose est comprise entre 30 et 60%.

Plus précisément, il a été observé que tous les amidons de légumineuses, et notamment les amidons de pois, au sens de la présente invention, pouvaient convenir pour ce rôle, notamment ceux dont le taux d'amylose est compris entre 30 et 52%, de préférence compris entre 30,5 et 45%, de préférence encore, entre 31 2861401 17 et 40%. Ce taux est avantageusement compris entre 31,5 et 39,5%.

Les différents aspects de la présente invention, relatifs à la formulation et à l'élaboration de compositions adhésives usuelles, vont être décrits de façon plus détaillée à l'aide des exemples qui suivent, qui ne sont aucunement limitatifs.

Exemple 1:

Un échantillon d'amidon de pois, d'une richesse en amylose de 36,7%, et présentant en outre une richesse en amidon supérieure à 95%, une teneur en protéines de 0,38%, ainsi qu'un taux de matières colloïdales inférieur à1%, est soumis à une fluidification selon le mode décrit dans la demande de brevet européen EP 0 902 037, déposée par la Demanderesse.

On obtient un produit dénommé APF, pour lequel la valeur de fluidité dans l'eau (WF) est égale à 53.

On effectue aussi, sur un autre échantillon du même amidon de pois natif, une double opération de fluidification et d'estérification, en l'occurrence, d'acétylation (indice d'acétyle I.A = 1,12) pour obtenir le produit dénommé APFA, pour lequel la WF est égale à 83,5.

De façon similaire, un échantillon selon l'art antérieur est préparé à partir d'amidon de maïs, par un double traitement de fluidification et d'acétylation (AMFA - indice d'acétyle I.A = 0,75). La valeur WF est égale à 65.

Trois colles sont préparées à partir de ces trois amidons par une cuisson selon un mode opératoire établi, consistant à disperser dans l'eau, l'amidon à tester et un adjuvant dit de stabilisation, en l'occurrence, du savon de Marseille utilisé à un taux de 3%, puis à traiter l'ensemble par injection de vapeur directe pour 2861401 18 l'amener à 85 C et le maintenir à cette température pendant 5 minutes et, enfin, à procéder à son refroidissement.

Les deux colles obtenues à partir des deux compositions adhésives d'amidon de pois APF et APFA selon l'invention présentent les caractéristiques suivantes, comparativement à la colle préparée à partir de la composition de l'art antérieur AMFA élaborée avec un amidon de maïs modifié : Extrait Viscosité Viscosité Viscosité sec (en %) Brookfield Coupe Ford n 8 Brookfield à 24 des colles t=0 (mPa.$) t=0 (secondes) heures (mPa.$) AMFA 17,2 2750 35 2400 APF 16, 8 3700 27 6700 APFA 18,6 2000 15 3920 Les comportements rhéologiques présentés par les colles selon l'invention d'amidons de pois modifiés sont sensiblement différents de celui présenté par la colle d'amidon de maïs modifié.

Dans le cas de l'amidon de pois fluidifié et acétylé, la viscosité à l'écoulement plus basse traduit le fait d'une structure plus adaptée à la distribution d'un film mince et régulier.

L'évolution de la viscosité apparente au stockage semble exprimer le développement d'une grande cohésion au repos qui pourrait être le fait du taux d'amylose relativement élevé.

Ces compositions, dont on considère que les caractéristiques de viscosité sont satisfaisantes, sont ensuite évaluées, encore de façon comparative, selon divers tests en vigueur É Test FIPAGO: Développement de l'adhésivité sur appareil STROHLEIN Le principe de ce test consiste à apprécier l'évolution dans le temps de la résistance à l'arrachage développée par la colle testée entre deux papiers, l'un étant posé sur un support fixe, l'autre fixé à un bras articulé, l'un et l'autre correspondant à des échantillons d'un même papier, de dimensions standard 20cm x 6cm, et dont les caractéristiques principales sont: grammage: 66g/m2, valeur de Collage Cobb: 19 environ, Porosité AFNOR: 7,6 environ, Cohésion interne (Scoot-Bond) : 550 environ.

La valeur 100 correspond à l'absence de décollement et la valeur 0 à un décollement immédiat.

Adhésivité FIPAGO Temps (en secondes) 10 20 30 40 50 60 90 AMFA 3 5 7 15 22 29 APF 3 3 5 5 7 12 27 APFA 3 5 10 13 20 28 Dans le cadre de traitements de fluidification et d'acétylation, l'amidon de pois révèle un comportement quasi identique à celui de l'amidon de maïs.

É Collages Kraft - Polyéthylène: prise Le test effectué dans le cas présent consiste à déposer un film de colle en quantité préalablement déterminée, ici, 40 g/m2 de colle à tester, à l'aide d'une encolleuse TUNKERS sur la face kraft d'un échantillon du papier couché polyéthylène (KPE) sur l'autre face.

Sur le film réalisé, on colle la face polyéthylène d'un autre échantillon de mêmes dimensions du même papier KPE. Une fois le second papier apposé, on décolle après différents temps, soit après 1, 5 minutes ou après séchage.

Une note est attribuée de la façon suivante: 0: pas de collage, 1: collage sans défibrage, 2: défibrage du papier, 3: délamination complète du papier.

Le test est complété par un décollage après séchage et estimation correspondante: Collage Kraft - Polyéthylène 1 minute 5 minutes Après séchage AM FA 1 1 2 APF 1 1 3 APFA 1 1 2 Les produits issus de l'amidon de pois présentent de bonnes performances de ce point de vue, notamment comparées à celles d'un dérivé d'amidon de maïs. É Collage kraft polyéthylène: milieu fermé Cette méthode permet de simuler l'état de collage au cours du temps de sacs de papier composés de plusieurs feuilles plus ou moins étanches à l'eau et / ou empilés ou enroulés en ligne dès la fin de la fabrication.

Dans un premier temps, on effectue, à partir de la colle à tester déposée à 40 g/m2, un collage multiplis (2 à 5 feuilles).

On enferme ensuite le complexe réalisé dans un sac 20 plastique en polyéthylène, étanche à l'eau, thermosoudé après évacuation de l'air présent.

Contenant et contenu sont ainsi conservés pendant 24 heures à température ambiante. Puis, on évalue la qualité du collage humide par séparation manuelle des différents feuillets composant le collage.

Parallèlement, on effectue une démarche similaire sur un complexe préalablement séché.

On procède à une notation selon qu'il n'y a pas collage (0), qu'il y a collage sans défibrage (1), défibrage (2) ou délamination (3).

Collage KPE - Test sous plastique 24 heures Après séchage AMFA 1 2 APF 2+ 3+ APFA 1 3 Là encore, les produits issus de l'amidon de pois présentent d'excellentes caractéristiques en comparaison de celles obtenues avec le dérivé d'amidon de maïs, en particulier, un amidon de pois seulement fluidifié.

É Tenue à l'eau La méthode utilisée ici permet d'évaluer la résistance à l'eau d'un collage de papier dit Wet Strength .

Elle consiste à effectuer un collage de deux feuilles de papier WS à partir de la colle à tester (40g/m2), de laisser sécher le complexe pendant 7 jours à température ambiante, de découper ensuite des éprouvettes qui seront immergées dans l'eau et observées après 5, 10, 15 minutes d'immersion, voire davantage.

Les tenues à l'eau sont évaluées comparativement et classées dans l'ordre de satisfaction constatée (1 pour 20 la meilleure) : Amidon modifié classement Savon de Marseille AMFA 3 3% APF 1 APFA 2 Les compositions adhésives à base d'amidons de pois APF et APFA selon l'invention, conduisent à des résultats de tenue à l'eau nettement améliorés, même sans ajout de résines, par rapport à l'amidon de maïs selon l'art antérieur.

Exemple 2:

Un amidon de pois est prélevé et analysé.

Sa richesse en amylose est de 38,5%.

Il contient en outre diverses impuretés, telles que des protéines, des lipides ainsi que des débris cellulosiques, respectivement, 0,30%, 0,10% et 0,34%.

Un lait de cet amidon, préparé à 37,5% de matières sèches, est soumis dans un premier temps à une opération de fluidification par l'acide, dans des conditions de temps, de température, de quantité d'acide et de neutralisation, telles que la valeur de fluidité dans l'eau (WF) est égale à 74,3.

Parallèlement, un lait d'amidon de maïs, de même extrait sec, est lui aussi soumis à une opération de fluidification dans d'autres conditions de temps, de température, de quantité d'acide et de neutralisation, adaptées, c'est-à-dire de façon à présenter une valeur de fluidité dans l'eau voisine. La valeur W.F. obtenue est égale à 79,3.

Dans une seconde phase, les deux laits considérés précédemment sont soumis, séparément, à une opération d'acétylation, identique dans les deux cas, conduisant aux caractéristiques essentielles suivantes: Amidon de pois Amidon de maïs Valeur WF 87,8 81,0 Indice d'acétyle IA 1,54 1,80 Les deux produits sont ensuite, dans une troisième étape, prégélatinisés sur tambours sécheurs en ayant reçu, chacun, 3% de savon de Marseille en tant qu'agent stabilisant, et à des extraits secs peu différents: environ 34,5% MS pour le lait d'amidon de pois, environ 39% pour l'amidon de maïs.

2861401 23 Après l'opération de prégélatinisation, les valeurs WF sont respectivement égales à 85 pour l'amidon de pois, et à 83,5 pour l'amidon de maïs.

Les colles préparées à partir de ces deux amidons 5 prégel présentent les caractéristiques suivantes: Amidon de pois Amidon de maïs 3% de savon 3% de savon Matière sèche 19,5 18,8 Viscosité Brookfield 2400 mPa.s 2400 mPa.s 2400 mPa.s 2680 mPa.s 5700 mPa.s 2460 mPa.s 2450 mPa.s 1760 mPa.s A la préparation Après 3 heures Après Après 24 heures 24 heures + 1 minute d'agitation Viscosité - Coupe FORD n 8 à 25 secondes 25 secondes la préparation On observe des comportements très différents en termes d'évolution de la viscosité dans le temps.

Les compositions obtenues avec l'amidon de pois, si elles évoluent significativement au repos, présentent une constance remarquable dès lors qu'on les maintient sous agitation ou qu'on les remet sous agitation, même après une période longue de repos, ceci à l'inverse des compositions issues d'amidon de maïs, en réalité, moins faciles à maîtriser de ce point de vue.

Ces compositions sont ensuite soumises aux différents tests tels qu'explicités dans l'exemple 1: É Test FIPAGO: Adhésivité FIPAGO Temps (en secondes) 10 20 30 40 50 60 90 Amidon de pois - 3% savon - prégel 8 15 25 34 40 45 Amidon de maïs - 3% savon - prégel 3 4 5 7 10 15 28 La vitesse de prise constatée à l'utilisation de la composition adhésive selon l'invention avec amidon de pois est très sensiblement supérieure à celle d'une composition conçue selon l'art antérieur, avec amidon de maïs.

É Collage kraft - polyéthylène: milieu fermé 24 heures Après séchage Amidon de pois - 3% savon - prégel 3 3+ Amidon de maïs - 3% savon - prégel 1 1+ Dans le cadre de ce test simulant le développement du collage dans les conditions de stockage souvent exigeantes, la composition adhésive selon l'invention présente un comportement bien supérieur à celui de la composition adhésive élaborée selon l'art antérieur.

Exemple 3:

Les amidons, de pois et de maïs, fluidifiés et acétylés, 15 issus des phases 1 et 2 de l'exemple 2, sont repris pour une autre opération de prégélatinisation.

L'apport d'agent stabilisant est constitué ici, de savon de Marseille (1, 5%) et de dodécanol (1%).

Amidon de pois Amidon de maïs 1,5% savon 1,5% savon 1,0% dodécanol 1,0% dodécanol Matière sèche 17,5 19,8 Viscosité Brookfield 2100 mPa.s 2750 mPa.s A la préparation 3000 mPa.s 5400 mPa.s Après 3 heures 5650 mPa.s 5350 mPa.s Après 24 heures 2140 mPa.s 3740 mPa. s Après 24 heures + 1 minute d'agitation Viscosité - Coupe FORD n 8 à 22 secondes 40 secondes la préparation (sec.) 2861401 25 Si les comportements des deux préparations sont proches, l'ensemble des valeurs reste plutôt favorable à la composition adhésive selon l'invention.

É Test FIPAGO: Adhésivité FIPAGO Temps (en secondes) 10 20 30 40 50 60 90 Amidon de pois - 1,5% savon - 1% 4 7 13 26 33 39 dodécanol - prégel Amidon de maïs - 1,5% savon - 1% 5 10 18 23 29 35 dodécanol - prégel La vitesse de prise est plus rapide pour la composition adhésive selon l'invention.

É Collage kraft polyéthylène: milieu fermé 24 heures Après séchage Amidon de pois - 1,5% savon - 1% 3 3+ dodécanol - prégel Amidon de maïs - 1,5% savon - 1% 1 3+ dodécanol - prégel Dans les conditions de simulation de stockage, la composition adhésive selon l'invention s'avère nettement supérieure à la composition selon l'art antérieur.

Exemple 4.

Les compositions correspondant aux produits traités sur tambours sécheurs et stabilisés au savon seul ou par l'association des effets du savon et du dodécanol, c'est-à-dire faisant l'objet des exemples 2 et 3, sont reprises et évaluées selon la procédure exposée à l'exemple 2, relative à la résistance à l'eau.

Les tenues à l'eau sont estimées par la qualité du collage persistant après 15 minutes d'immersion, selon la notation de 0 à 3 utilisée pour le collage kraft - polyéthylène d'une part, et par l'enregistrement du temps d'immersion nécessaire pour provoquer le décollement des parties assemblées, d'autre part.

Après 15 Temps pour le minutes décollement Amidon de pois + 3% savon 2 80 minutes Amidon de pois + 1,5% savon + 2 60 minutes 1% dodécanol Amidon de maïs + 3% savon 1 20 minutes Amidon de maïs + 1, 5% savon + 0 15 minutes 1% dodécanol Ces résultats démontrent incontestablement la supériorité 5 des compositions adhésives préparées avec l'amidon de pois selon l'invention. 15 20

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Composition adhésive pour le collage de sacs de petite, moyenne et grande contenance, caractérisée en ce qu'elle contient au moins un amidon de légumineuses.

2. Composition adhésive selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'amidon de légumineuses présente une richesse en amylose comprise entre 30 et 60%, de préférence entre 30 et 52%.

3. Composition adhésive selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ledit amidon de légumineuses présente une richesse en amylose comprise entre 30,5 et 45%, de préférence entre 31 et 40%, de préférence encore entre 31,5 et 39,5%.

4. Composition adhésive selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'amidon de légumineuses, de préférence un amidon de pois, présente une richesse en amidon supérieure à 90% sec / sec.

5. Composition adhésive selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'amidon de légumineuses, notamment de pois, présente une richesse en amidon supérieure à 95%, de préférence supérieure à 98% sec / sec.

6. Composition adhésive selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'amidon de légumineuses est un amidon modifié, obtenu par au moins une modification choisie dans le groupe constitué par l'hydrolyse enzymatique, l'hydrolyse acide, les modifications thermiques et thermomécaniques, les modifications chimiques.

7. Composition adhésive selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'amidon de légumineuses est modifié par oxydation, acétylation, hydroxypropylation, hydroxyéthylation, carboxyméthylation, succinylation, 2861401 28 cyanoéthylation, cationisation, sulfatation, sulfonation ou par réticulation.

8. Composition adhésive selon les revendications 6 et 7, caractérisée en ce que l'amidon de légumineuses est modifié physiquement, de préférence par extrusion, prégélatinisation et / ou atomisation.

9. Procédé de confection de sacs de petite, moyenne et grande contenance, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape mettant en oeuvre une composition adhésive selon l'une quelconque des

revendications 1 à 8.

10. Sac obtenu par le procédé selon la revendication 9.

11. Utilisation d'un amidon de légumineuses pour le collage de sacs de petite, moyenne et grande contenance, cet amidon étant de préférence un amidon de légumineuses dont la teneur en amylose est comprise entre 30 et 60%.