Brevet FR2390543A1 — publié le 19781208

Cette invention concerne un procédé de préparation d'un agent hydrophobe, ou repoussant l'eau, destiné à être utilisé dans l'encollage du papier ; elle vise plus particulièrement un agent destiné à etre ajouté au papier, du type résine. Lors de l'encollage à la résine, les agents chimiques ajoutés sont actifs de façon à réduire la mouillabilité des fibres. Cet effet résulte en général du fait que les agents chimiques ajoutés ou l'agent d'encollage, sont amenés à précipiter sur les fibres, sous l'action de l'alun. Au'heure actuelle, on utilis e essentiellement les agents d'encollage - base de résine, par exemple de la résine tall-oil. Afin d'obtenir un bon résultat d'encollage, il est nécessaire que l'agent d'encollage précipite sous la forme de petites particules, distribuées de façon uniforme sur la fibre. Dans la section de -séchage d'une machine de fabrication de papier l'enveloppe hydrophile des particules précipitées d'agent d'encollage, est-orientée vers la fibres alors que le noyau repoussant l'eau ou hydrophobe, est orienté vers I'extérieur. L'encollage est influencé, dans différents degrés, par les conditions d'approvisonnement, dans la section de la presse et dans la section de séchage. A l'heure actuelle, les agents d'encollage dits renforcés sont lar gement utilisés, pour l'encollage du pipier et dru carton, ce qui a permis de réduire la quantité d'agents d'encollage d'environ 1 % à 0, 5 gO. En raison d'une pénurie allant en s'accroissant des acides de résine, et compte-tenu du désir de pouvoir encoller à un pH neutre, on a développé de nouveaux types d'agents d'encollage, par exemple des dimères alkyl-cétène catio-actifs et des chlorures de carbamoyle, -des agents d'encollage neutres à base d'acide gras et des agents d'encollage en émulsion renforcés. L'agent d'encollage antérieurement connu mentionné ci-dessus à base d'acide gras, est utilisé sous la forme d'émulsions. Un problème qui se pose avec de tels agents d'encollage est de maintenir durant le stockage et letransport, une émulsion stable. Par consé-quent, l'émulsion doit être préparée dans des émulsifiants spéciaux. Afin de faciliter l'émulsification, on ajoute des agents émulsifiants, tels que par exemple des sulfonates d'alkyle. On obtient ainsi une certaine stabilité mais il demeure l'inconvénient qu'une grande quantité d'eau, généralement de rdrede 50 % en poids de l'é- mulsion totale, est conservée pendant le transport et autres manipulations. Selon la présente invention, on apporte une solution aux problèmes ci-dessus et on produit un agent d'encollage présentant des propriétés améliorées, en utilisant de l'acide carboxylique, avec au moins 8 atomes dé carbone, en tant que constituant de base. L'agent d'encollage est produit selon un procédé en deux étapes de telle. façon que, durant la première étape, on produise une composition sensiblement anhydre, en ajoutant à l'acide carboxylique ou à des mélanges d'acides carboxyliques, un tenside pré sentant une valeur HIB (définie plus loin) d'au moins 11, de préférence après une saponification partielle de l'acide. Lors d'une seconde étape, la composition est finalement saponifiée, sur le lieu de la consommation, c'est-à-dire en liaison avec ltaddition de l'agent repoussant l'eau au papier. Dans le présent contexte, la valeur HLB désigne la balance "hydrophile-lipophile" telle que spécifiée par N Schonfeldt dans la publication allemande t'Grenzfl chenaktive Athylenoxid-Addakte" Stuttgar t 1976, pages 109-fl O. On obtient ainsi un produit, liquide à la température normale et facile à manipuler lors du chargement et d'autres opérations de traitement. Par ailleurs, le-produit est sensiblement exempt d'eau, ce qui en facilite le transport vers lsemplacement de la consommation. On a décrit ci-après en détail l'invention en se référant aux courbes des figures 1 et 2 qui en illustrent quelques exemples de réalisation et quelques résultats d'essais comparatifs. On utilise, comme matériau de départ pour la réalisation de l'a bizut gent d'encollage selon l'invention, du tall-oil partiell:ementlet des fractions de tall-oil partiellement différentes de la Société suédoise Bergviks Hartsprodukter AB. Le tall-oil brut est un produit provenant de la fabrication de la pulpe ou pâte de sulfate, c'est-à-dire un produit obtenu sous la forme de "cristaux fluides", lors de la cuisson d'un savon séparé de la liqueur noire par l'acide sulfurique. Les fractions de tall-oil sont constitué espar une série de produits commercialisés par la firme Bergviks Hartsprodukter Au dont les compositions et désignations figurent dans le tableau suivant. TABLEAU Fractions, désignations TO TO TO TO TO TO KM 25/30 20 10 5 2 Acide gras libres % en 38,0 70,0 77,0 87,0 92,0 96,5 poids Acide gras % en poids 4, 0 2, 0 2, 3,0 3,0 2,5 saturés s Acide oléique % en poids 10,0 23,0 23,0 27, 0 29,0 32, 0 Acide lino- % en poids 24, 0 45, 0 52,0 57, 0 60, 0 62, 0 léique Acide libre de % en poids 37,0 2-7,0 20, 0 10, 0 5,0 1,5 résine non saponîfiable % en 21, 0 3, 0 3, 0 3, 0 3,0 2, 0 poids Esters etc.. % en en poids 4, 0 - - - - En utilisant les matières premières ci-dessus, on a réalisé l'agent repoussant l'eau selon l'invention selon procédé suivant: Selon le premier procédé, le matériau de départ a été mélangé avec un tenside et directement totalement saponifié, lors de ltaddition de l'agent repoussant l'eau, à l'aide d'hydroxyde de sodium (solution à environ 40 % de Na OH) tout en réalisant simultanément une dilution à l'eau à la concentration d'utili sation. Selon le second procédé, le tall oil brut ou les fractions de talloil mentionnées ci-dessus ont en premier lieu été soumises à une saponification partielle à l'aide d'hydroxyde de sodium, suivie d'une addition de tenside. Ensuite l'agent d'encollage a été finalement saponifié tout en réalisant simultanément une dilution à l'eau à l'emplacement de la consommation. Selon le troisième procédé, on a obtenu un "effet de tenside" en réalisant une sulfonation partielle des acides gras avec l'a cide sulfurique, suivie d'une saponification à l'hydroxyde de sodium. Les exemples non limitatifs donnés ci-après illustrent l'invention en référence aux dessins. Exemple 1 Au cours d'une série d'essais, on a mélangé les matières premières mentionnées ci-dessus avec Z % de tenside, tout en chauffant à 500C environ. On a utilisé à cet effet du "Tween 2011 de la Firme Atlas Chemical Land. et le "Berol 0911 de la Société Berol Kemi AB. Le tenside a été ajouté en portions sous agitation simultanée. Gr ce à cette addition on a obtenu un produit pouvant être facilement émulsionné et qui pouvait être, sans diffi culté, totalement saponifié avec de l'hydroxyde de sodium, tout en le diluant simultanément avec de l'eau Jusqu'à la concentration d'utilisation arbitraire. Exemple 2 La saponification partielle présuppose la connaissance de la valeur acide approchée pour la matière première en question. Dans cet exemple on a utilisé la matière TO 25/30, indiquée ci-dessus avec la valeur d'acide 185-190. On a introduit dans un réacteur chauffé à la vapeur 500 kg de TO 25/30 correspondant à 1650 équivalents acide Le produit tall-oil a été chauffé à environ 100"C et on a ensuite ajouté 53 kg d'une solution à 40 % de Na OH (correspondant à 530 équivalents), en portions afin dfobtenir une saponification effective. On a laissé la réaction se poursuivre jusqu'à ce que toute la formation de mousse soit arrêtée et jusqu'à l'obtention d'une consistance homogène. On a alors interrompu le chauffage et on a laisséle produit de la réaction se refroidir à environ 50tu, puis on a ajouté lentement 10 kg du tenside (voir exemple 1): tout en agitant le produit. Le produit a été refroidi jusqu'à la température ambiante et versé dans des barils pour être transporté sur le lieu de consommation. Grâce à la réaction ci-dessus et à l'addition de tenside, le produit était disponible sous la forme d'une composition d'encollage à 100 (11, exempte d'eau et qui était liquide à la température ambiante. Exemple 3 On a réalisé la sulfonation de manière que les acides gras non saturés présents dans la matière première soient traités à l'aide sulfurique concentré. Le produit brut état facile à émulsifier dans l'eau et facile à saponifier avec une solution à environ 40 % de NaOH jusqu'au degré désiré de saponification. Outre l'aptitude améliorée de la matière; première à son émul procédé sion dans l'eau, le s'applique Btous les cas où l'addition de tenside ou la sulfonation contribue également à une distribution effic acement fine du savon d'aluminium formé lors de l'encollage. Une observation intéressante en ce cri concerne l'hydrophobie est l'influence des différentes matières premières surun-pH d'encollage optimal. Le meilleur résultat d'encollage a été obtenu pourun pH de 6, 5 du papier en utilis ant=du TO2 en tant que anatière prerxiière. En augmentant la proportion des acides de résine, ce pH optimal se déplace vers le bas. Les figures 1 et 2 sont des courbes qui illustrent la valeur de cobb pour du papier traité avec un agent d'encollage à la résine selon l'invention et avec l'agent d'encollage "Kenosize TL-70" de la Firme suédoise KEMANORD et l'agent d'encollage "Aquapel 360 XL" fabriqué par Hercules Corp. La figure 1 se refère à du papier fabriqué à partir de pâte de sulfate non-blanchie et la figure-Z concerne du papier fabriqué à partir de pâte de sulfate blanchie. Il ressort clairement de ces cou-rbes qu'avec l'agent selon l'invention, on obtient une valeur de cob avec une quantité sensiblement plus faible que celle pouvant être obtenue avec les agents classiques. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un agent repoussant l'eau, destiné à être utili sé lors de l'encollage du papier, à partir d'acide carboxylique ou de mélanges d'acides carboxyliques ayant au moins 8 atomes de carbone, selon un procédé en deux étapes caractérisé en ce que, au cours de la première étape, on produit une composition sensiblement exempte d'eau en ajoutant à l'acide carboxylique ou au mélange d'acides carboxyliques un tenside présentant une valeur HLB de Il au moins, éventuellement après une saponification partielle de l'acide carboxylique ou du mélange d'acides carboxyliques et en ce que, au cours d'une seconde étape, la composition résultante est finalement saponifiée sur le Iieu de consommation, c'est-à-dire en liaison avec l'addition au papier de l'agent repoussant l'eau. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acide carboxylique est un acide gras et/ou un dérivé d'acide gras. 3. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'acide de carboxylique est un acide de résine. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'acide carboxylique est une solution d'acide de résine dans un acide gras. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'aci est de carboxylique/utilisé sous la forme de tall-oil par exemple de tall-oil brut ou de tall-oil raffiné. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la quantité d'acide-de résine dans la solution est comprise entre- environ et 60 %, de préférence entre 10 et 30 %. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le nombre d'atomes de carbone dans l'acide carboxylique est de 11 à22. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur HLB de tenside dépasse 15 et est de prEfé-rence supérieure à 17. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tenside est amené par sulfonation partielle de l'acide carboxylique.