Brevet FR2229810A1 — publié le 19741213

L'invention se rapporte à un réactif destiné à l'incorporation des fibres de polyoléfines dans les pulpes servant à la fabrication de pâtes à papier. L'incorporation des fibres de polyoléfines est une opération difficile à réaliser en raison du caractère hydrophobe marqué des fibres de polyoléfines. Incorporées à l'eau avec des fibres cellulosiques, par exeinple, elles ont tendance à sXen séparer en remontant au voisinage de la surface, cette ségréagation étant dûe principalement aux multiples bulles d'air très fines accrochées aux fibres des polyoléfines. L'objet de l'invention est un réactif permettant de pallier cet inconvénientl, caractérisé en ce qu'il est composé d'un adjuvant tensio-actif et non moussant pouvant entre incorporé à la fabrication de la pâte indifféremment avec les fibres elles-mêmes eu avec l'eau dans laquelle elles doivent titre mises en suspension. Les recherches effectuées est en effet conduit à la conclusion que tous les corps sélectionnés évitant la ségrégation des fibres de polyoléfines et dont les prix de revient sont compatibles avec celui d'un popier incorporant des fibres de polyoléfines étaient moussants. Les essais ont été effectués sur diverses familles d'un certain nombre de tensio-actifs réput6s pour leur pouvoir mouillant, détergent ou émulsifiant. Dans une première série d'essais destinés à dechercher les adjavante pr6sentant les qualités d6sirées pour permettre @@@@corporation des fibres de polyolefines, on a utilisé une surpension de 200 mg de fibres de papeterie constitaée de 90 à 0 % de fibres collulesiques et de 10 à 100 % de polyoléfines dans 150 ml d'eau de ville déminéralisée s@@@ mésines @@@@@@@@@@@@@@@@.A cette sespension, intoduire dan @@@@@@@p@@t @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ture étanche, on a ajouté 1 ml ce solution 7 0,3 % du center-antif @@@@@@@@té représenant en poids 16,7 pour mille par rapport à l'encemble ins ôil es sèches contenues dans le récipient Pour chaque expérience on a comparé la rapidité et le degré de disparition des microbulles d'air fixées sur les fihres de polyoléfines par fapport à un échantillon tomoin sans r6actif, après une agitation vive de 10 secondes. Les travaux ont alors conduit à le sélection du groupe de tensio-actifs composé : d'amines grasses oxyéthylées de formule - (CH2 CH2 0)x H R-N - (CH2 CH2 Ojy H où F est une chaîne aliphatique et x + y 20, du dioctyl-sulfosuccinate de sodium, du li-éthylhexyl-sulfosuccinate de sodium et d'éthers polyglycoliques dérivés d'alcools dont le nombre de molécules d'oxyde éthylène condensées sur leurs chatnes est compris entre 4 et 50. On remarquera que de très nombreux tensio-actifs ont été éliminés d'un tel groupe. A titre d'exemple, les collordes organiques ont été exclus. C'est ainsi que les dérivés solubles de l'acide alginique donnant un mouillage satisfaisant, mais apparaissant plus lentement que les tensio-actifs énumérés au groupe précédent et exigeant des doses plus élevées que celles nécessaires aux agents cationiques, ont été éliminés. De plus, lorsque des éléments colorés ne peuvent etre introduits dans la pate à papier, le prix de revient de a fabrication croit en raison de la nécessité de recourir à des tensio-actifs purifiés particulièrement coûteux. On a dû également exclure les détergents et émulsifiants anioniques du genre alkylarylsulfonate. Les expériences effectuées en ce qui concerne les amines grasses oxyéthylées ont mis en évidence les points suivants. Les meilleus résultats sont fournis lorsque le nombre dtatomes de carbone de la chaîne aliphatique se situe dans la zone Üe 10-12 ou 14 atomes de carbone que l'on trouve à ltétat naturel dans la noix de coprah par exemple. Les chatnes N 16 et 18 atomes de carbone du suif et de l'oléine donnent encore des résultats appréciables. De mime, le nombre de molécules d'oxyde dtéthylène x + y revêt une grande importance et l'on doit exclure du groupe l'amine grasse non éthoxylée qui est fortement cationique et capable de renforcer l'hydrophobie naturelle de la fibre de polyoléfines. Par contre, les valeurs du nombre de molécules d'oxyde d'éthylène égales A 2, 3 et 5 donnent une mouillabilité et une disper- sion excellentes des fibres de polyoléfines. Bien que pour des valeurs égales à 7, 11, 15 et 20, les résultats soient inférieurs en raison du caractère non-ionique croissant du tensio-actif, les amines considérées sont très hydrophiles et peuvent être utilisées à la rigueur. On a encore constaté qu'il n'y avait pas d'inconvénients e utiliser des amines secondaires ou tertiaires par exemple. Les expériences effectuées sur le dioctyl-sulfosuccinate de sodium et sur le di-éthylhexyl-solfosuccinate de sodium, commercialisés en solution alcoolique j 70-75 X, ont montré qu'en raison de leur absence de la polarité ionique convenable, ils ne pouvaient etre utilisés seuls mais que par contre l'action d'une amine oxyéthylée telle q-ue définie ci-dessus conduisait à une meilleure utilisation de celle-ci, lorsqu'ils sont incorporés l'un ou l'autre dans une proportion n'excèdant pas 25 % en poids de l'amine ou des amines utilisées dans le réactif pour éviter la ségrégation des fibres de polyoléfines. On a constaté encore que les éthers polyglycoliques dérivés d'alcools (par exemple les nonylphénol, tributylphénol, sorbitol, etc...) dont le nombre de molécules d'oxyde d'éthylène condensées sur leurs chatnes, par exemple Cg H19 O - (CH2 CH2 0)x H où 4 #x # 50, fournissent des résultats inférieurs aux tensio-actifs cationiques doués de pouvoir collecteur. Utilisés seuls, le mouillage des fibres de polyoléfines n'apparat que lentement et par un renforcement de la dose. Par contre, utilisés avec une amine telle que définie ci-dessus, leur vitesse d'action redevient rapide et leur pouvoir moussant intempestif peut etre corrigé. Les corps constitutifs du groupe sélectionné selon l'invention et qui ont été énumérés ci-dessus présentent donc la caractéristique remarquable, lorsqu'ils sont pris purs - cas de certaines amines oxyéthylées - soit en association d'amines oxyéthylées seules, ou d'amines et de di-éthylhexyl - ou de dioctyl-sulfosuccinate de sodium, ou d'amines et des éthers polyglycoliques dérivés d'alcools dont le nombre de molécules d'oxyde éthylène condensées sur leurs chatnes est compris entre 4 et 50, de possèder N la fois un pouvoir collecteur, c'est-à-dire une affinité de surface leur permettant d'agir sur les fibres de polyoléfines et un pouvoir mouillant permettant le détachement rapide des bulles d'air. C'est ainsi que l'on peut citer à titre d'exemple les réactifs composites suivants combinant leurs caractéristiques de collecteurs et de mouillants - une amine oxyéthylée à 2 molécules d'oxyde d'éthylène, plus collectrice, avec une autre amine oxyéthylêe à 5 ou 7 molécules, plus mouillante, leur proportion pouvant aller de O à 100 %, - une amine oxyéthylée N 2 molécules, plus collectrice, avec du dioctyl ou du di-éthylhexyl-sulfosuccinate de sodium à caractère anionique plus mouillant, dans une proportion de ces derniers pouvant aller de O à 25 X du poids de lamine, - une amine oxyéthylée avec 2 à 7 molécules à pouvoir collecteur plus marqué avec un tensio-actif non-ionique à pouvoir lipophile élevé, la proportion de ce corps pouvant aller de O à 50 % en poids de l'amine. Selon l'invention, on adjoint aux corps du groupe défini précédemment un anti-moussant sélectionné en vue de ne pas amoindrir l'effet mouillant des corps considérés. Les essais ont porté sur diverses familles de réactifs destructeurs de mousse. Les dispersions N base de silicones possèdant un caractère anionique marqué, tendant à former un précipité en présence de réactifs à caractère cationique marqué, ont dA entre éliminées. On a été conduit à utiliser des dispersions à base de silicones couramment utilisés dans la teinture des fibres textiles comme le Nilofoam D, par exemple, fabriqué aux Etats Unis. Parmi les réactifs susceptibles d'être utilisés avec ces dispersions à base de silicone, on peut citer - les amines oxyéthylées portant au moins 5 molécules d'oxyde, - les amines oxyéthylées portant seulement 2 ou 3 molécules dioxyde, utilisées en mélange à peu près équivalent avec leur homologue portant 5 molécules d'oxyde ou davantage, - les amines oxyéthylées, quel que soit le nombre de molécules d'oxyde d'éthylène, préalablement mélangées au dioctyl-sulfosuccinate ou au di éthylhexyl-sulfosuccinate de sodium, celui-ci entrant au moins pour 10 % en poids de ce mélange. Bien que pour 2 molécules, le réactif composite se présente à température ambiante sous l'aspect d'une cire, celle-ci est très facilement dispersible dans liteau. Les résultats se sont révélés excellents en incorporant au tensio-actif mouillant une dose de ltanti-moussant variant en poids de 1/5 environ pour les chatnes porteuses d'un petit nombre (2 à 5) de molécules d'oxyde d'éthylène à 2/5 environ pour celles en comportant davantage. On notera en ce qui concerne le di-éthylhexyl-sulfosuccinate ou le dioctyl-sulfosuccinate que la proportion de ces corps est en fait rapportée à celle de leur solution dans de l'alcool isopropylique, avec de 70 à 75 X de produit actif, telle quelle se trouve dans le commerce dans les produits vendus sous les dénominations suivantes : Aerosol GPG de l'American Cyanamid Cy ; Sinnozon MOS 75 de SINNOVA 3 Sulfimel DOS 75 de Melle-Bezons (Rhône- Progil) etc... A titre d'exemple de réactifs, on peut citer de préférence - l'amine primaire de coprah à 5 molécules d'oxyde d'éthylène mélangée au Nilofoam D, celui-ci constituant le 1/5 du poids total, - les amines primaires de coprah à 2 et 7 molécules en quantités égales, le Nilofoam D étant ajouté à raison de 1/5 par rapport au poids du mélange d'amines, - l'amine primaire de coprah à 2 molécules d'oxyde d'éthylène dont la quantité varie de 65 à 75 % en poids du mélange mouillant, la solution à 70-75 % de di-éthylhexy}-sulfosuccinate de sodium ou de dioctyl-sulfosuccinate de sodium entrant pour 25 à 35 X dans ce mélange ; et le Nilofoam D représen tant 1/5 du mélange précédent, - l'amine primaire de coprah à 7 molécules d'oxyde d'éthylène, le Nilofoam D étant ajouté à raison des 2/5 en poids de l'amine. Ces réactifs donnent tous de bons résultats, meme lorsque leur dose représente un poids de l'ordre de 0,5 pour mille des fibres de polyoléfines. Les résultats deviennent excellents lorsque la dose croft jusqutà quelques pourcents, par exemple 4 X, sans qutil -soit nécessaire de dépasser 5 %. On notera encore que les expériences faites- sur des mélanges en proportions quelconques des réactifs indiqués ci-dessus à titre d'exemple, oat montré que ces résultats étaient toujours maintenus, que le réactif contienne en outre ou non un éther polyglycolique non ionique ou du dioctyl ou di-éthylhexyl-sulfosuccinate de sodium. REVENDICATIONS 10) Réactif pour l'incorporation des fibres de polyoléfines dans les pulpes destinées à l'industrie papetière, caractérisé en ce qu'il est composé d'un agent mouillant constitué par au moins une amine grasse oxyéthylée et d'un agent anti-moussant constitué d'une dispersion à base de silicones, la proportion en poids de l'anti-moussant par rapport à l'agent mouillant étant comprise entre 5 et 45 % et la dose en poids u"Â réactif comprise entre C,5 et 10 pour mille du poids des fibres sèches. 20) Réactif tel que revendiqué en 1 dont l'agent mouillant comporte en outre du di-éthylhexyl-sulfosuccinate de sodium, la proportion en poids de ce second agent mouillant étant au plus égale à 35 % du poids d'amines grasses oxyéthylées. 30) Réactif tel que revendiqué en l'dont l'agent mouillant colporte en outre du dioctyl-sulfosuccinate de sodium, la proportion en poids de ce second agent mouillant étant au plus égale à 35 % du poids d'amines grasses oxyéthy lées. 40) Réactif tel que revendiqué en 1 dont l'agent mouillant comporte en outre un éther polyglycolique non-ionique contenant des molécules d'oxyde d'méthylène condensées sur ses chatnes, la proportion en poids de cet éther par rapport au poids d'amines grasses oxyéthylées étant au plus égale N 50 . 50) Réactif tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 4 dont les amines grasses oxyéthylées comportant des channes d 10, 12 ou 14 atomes de carbone sont porteuses de molécules d'oxyde d'éthylène doit le nombre moyen par chatne est compris entre 2 et 7. 6 ) Réactif tel que revendiqué en 5 dont lesdites chatnes de 10, 12 ou 14 atomes de carbone sont porteuses de molécules d'oxyde d'éthylène dont le nombre moyen par channe est compris entre 2 et 7. 70) Réactif tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 4 dont l'agent mouillant est choisi dans le groupe composé : de l'amine primaire de coprah N 5 molécules d'oxyde d'éthylène, de l'amine primaire à 7 molécules d'oxyde d'éthylène, du mélange des amines primaires de coprah de 2 à 7 molécules d'oxyde d'éthylène, du mélange en poids de 65 a 75 5 d'amine primaire de coprah a 2 molécules d'oxyde d'éthylène et de 25 à 35 % de solution N 70-75 ; de dioctyl ou de di-éthylhexyl-sulfosuccinate de sodium ou d'un mélange en proportion quelconque desdits corps. 80) Methode de mise en oeuvre du réactif revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 7 selon laquelle le Réactif est mélangé directement aux fibres de polyoléfines avant l'incorporation dans l'eau, ou introduit dans l'eau elle-meme destinée N recevoir les fibres de polyoléfines N incorporer à la pulpe pour la fabrication du papier.