Brevet FR2660944A1 — publié le 19911018

La présente invention concerne une composition de couchage pour papier à utiliser dans les procédés de couchage du papier,- et en particul'ier à une composition de couchage susceptible de- conférer un haut degr*-de blancheur au-papier sur leque' el-le est appliquée;. Le procédé de couchage du papier consiste à étaler sur une feuille de papier -une"mi'nce couche de revetement -d'un - composition appropriée, à-savoir la composition de' couchage, au- moyen de dispositifs adéquats tels que p ex- machines à enduire par lame d'air, par' lame métallique etc Parmi: les buts principaux visés par le procédé de-couchage, on retient-en particulier r'améior-ation de l'impression-et de l'aspect -de papier en ce qui concerne' des' propriétés telles-que son opacité, son homogénéité de' surface sa brillance et sor degré de blancheur La présente invention a plus précisément pour but une composition de composition de couchage susceptible de conférer un-degré de blancheur particulièrement élevé au papier' sur lequel elle est appliquée- - Les compositions de couchage pour papier sont essentiellemnt constituées d'un mélange de pigment-s, de liants et d'autres additifs secondaires, parmi lesquels, pour- augmenter le degré de blancheur, on peut citer -l-es azurants optiques, généralement désignés par FWA, acronyme correspondant à l'expression anglaise "Fluorescent Whitening Agents" Comme - pigments, on utilise normalement le kaolin, le carbonate de calcium, le silicate de calcium, le dioxyde de titane et - analogues Comme liants, on utilise normalement des substances adhésives à base de caséine, d'amidon,-de celluloses modif-iées;- des résines synrthétiques, telles que des poly(alcool vinylique); des latex ou des émulsions de copolymères- styrène/butadiène; ou d'autres substances-possédant-un effet- liant analogue Les FWA normalement mis en oeuvre sont' des -. substances à base de dérivés stilbène/triazine, comme p ex. celles identifiées dans -la littérature par les numéros CAS - (Chemical' Abstract Service): 4193-55-9, 41098-56-0, 16470-24-9, ou celles décrites dans les brevets suivants: JP-A-60134096, JP-A-7903174, JP-A-7332963, US-A-3589921. Une propriété importante exigée de la part des FWA utilisés dans l-es compositions de couchage pour papiers, est de pouvoir conférer-des degrés de blancheur élevés lorsque l'on augmente les proportions du FWA-lui-mme dans la composition. En d'autres termes, il faut que les FWA, même quand ils sont mis en oeuvre en de fortes proportions, continuent & augmenter - en conséquence le degré de blancheur du papier sur lequel ils- sont appliques Tous les FWA utilisés présentent au contraire,- dans une mesure plus ou moins grande, le phénomène de noircissement, et par conséquent une diminution de la blancheur quand le FWA est mis en oeuvre à une concentration supérieure à- une concentration critique typique du FWA lui-mfme En pratique industrielle, les meilleurs résultats à ce point de vue sont ceux obtenus jusqu'ici avec les FWA polysulfonés, en particulier avec les FWA identifiés par les numéros CAS 41098-56-0 et (seulement dans certaines conditions) 16470-24-9 (cf EP-A-43790) Toutefois, même pour ces substances, une atténuation de l'effet de blanc se manifeste quand elles sont utilisées en des proportions particulièrement- élevées - Le but de la présente invention est donc de fournir une composition de couchage pour papiers dans laquelle on puisse - augmenter la concentration du FWA au-delà des limites actuellement admissibles, sans donner lieu à des phénomènes de noircissement. Ce but est réalisé, selon la présente invention, au moyen- d'une composition de couchage pour papier essentiellement à - base d'un mélange de liants, de pigments, éventuellement d'autres additifs, et d'un azurant optique, caractérisée en ce que l'azurant optique a la formule suivante: QNNHNN NHî N N 'f HN X HC=C O NH K 'N Q EN 503 Na 503 Na N et est dissous dans des solvants polaires organiques ou des mélanges de ces solvants. Selon une caractéristique de -l'invention, le mélange de solvants polaires organiques peut renfermer jusqu'à 10 % d'eau - La présente invention sera mieux expliquée à l'aide de quelques Exemples et Exemples comparatifsf permettant de faire apparaître avec netteté les résultats avantageux obtenus grace à la composition de couchage de l'invention. Les FWA utilisés dans la préparation des-compositions de couchage pour papiers de l'art antérieur ont été jusqu'ici choisis parmi ceux facilement solubles dans l'eau, avec diverses solubilités en g/l, afin d'obtenir leur parfaite- incorporation dans la composition de couchage elle-m Ume - Lors de ses essais, la Demanderesse a au-contraire trouvé de façcn surprenante que les compositions de couchage pour papiers renfermant le FWA de formule: - HN N NH N _K 3 N > O > ES ( 37- \ 1 N > N S Oa ON @E>HN 503 Na 503 Na qui est en soi très peu soluble dans l'eau, peuvent #tre utilisées efficacement, et qu'elles donnent des résultats meilleurs en ce qui concerne le degré de blancheur conféré au- papier, quand ce FWA est mis en oeuvre sous forme d'une solution dans des solvants organiques polaires hydroxylés, et. pas avec une teneur éventuelle en eau dans le mélange allant- jusqu'à un maximum de 10 % Parmi les solvants polaires hydroxylés, utilisables avec succès pour solubiliser -le FWA utilisé dans la composition de la composition de couchage de la présente invention, on peut citer l'éthylèneglycol, le - diéthylèneglycol, le propylèneglycol, les poly(éthylèneglycol) ou leurs mélanges, tandis que, parmi les solvants polaires non- hydroxylés, on peut employer p ex le diméthylformamide. EXEMPLES- Exemple Com Daratif 1 A On prépare une composition-de couchage pour papier à base de la composition suivante: carbonate de calcium 59,8 X latex de poly(acétate de-vinyle) (VINAVIL 03 V MONTEDISON) 3,6 %. poly(alcool vinylique) (RHODOVIOL 8/20 RHONE POULENC) 0,4 % latex acrylique (ACRONAL 5320 D BASF> 1, 12 % eau 35,0 7. à quoi on ajoute des proportions croissantes d'une préparation commerciale renfermant 20 % du FWA identifié par le numéro CAS 41098-56-0. On étale la composition de couchage manuellement, avec une racle, sur un papier support présentant un degré de blancheur - Elrepho Zeiss égal à 85,5, à raison de 14 g/m 2. Dans le Tableau I sont présentées les proportions de FWA - mises en oeuvre dans Ies divers essais, exprimées en pourcentages par rapport aux pigments (carbonate de c-alcium), et les degrés' de blancheur correspondants du papier après le couchage, mesurés au spectrophotométre à réflexion Elrepho Zeiss. Exemple l B A la composition de base décrite dans l'Exemple Comparatif l A on ajoute des proportions croissantes d'une solution à 20 % dans le diéthyléneglycol du FWA de la présente invention. On réalise une série d'essais de couchage, dans les mîmes conditions que celles déjà décrites dans l'Exemple l A, et on récapitule les résultats dans le Tableau 1. TABLEAU 1 Ex. Ex I 1 A l B Degré de blancheur I FWA l z FWA I I 1 X 88,s 90 89, 90 1 11,5 y | 89,60 90,50 I 2 % I 90,20 91,0 oo I 5 * 91 9 o 92,85 l l 8 x l 91,50 93,20 I I Exemple Comparatif 2 A On prépare une composition de couchage pour papier blanc à base de la composition suivante: kaolin anglais (SPS kaolin) 38 % caséine de lait 3 % latex styrène/butadiène (DOW LATEX 620 DOW CHEMICAL) 4 % eau 55 %. à quoi on ajoute des proportions croissantes d'une préparation commerciale renfermant 20 % du FWA identifié-par le numéro CAS 4193-55-9. On étale la composition de couchage manuellement, avec une racle, sur un papier support présentant un degré de blancheur Elrepho Zeiss égal à 85,5, à raison de 12 g/m 2. Dans le Tableau 2 sont présentées les proportions de FWA- mises en oeuvre dans les divers essais, exprimées en pourcentages par rapport aux pigments (kaolin anglais), et les degrés de blancheur correspondants du papier après-le couchage,- mesurés au spectrophotomètre à réflexion Elrepho Zeiss. I I l TABLEAU 2 I I I Ex 1 A l B l l Degré de blancheur I I I t FWA i I 1 I J,5 % I 87,70 89-,20 I 1 t t 89,30 92,20 I' I 1,5 L 90 o,4 o 93,80 I2 % 90 o,60 94,3 o j 2,5 7% 90,10 94,80 Les résultats des exemples et exemples comparatifs récapitulés dans les tableaux ci-dessus montrent de toute évidence que la composition de couchage de la présente - invention a parfaitement atteint le but fixé Contrairement aux- composition de couchage connues, elle confère en fait des- incréments positifs continus du degré de blancheur au papier- sur lequel elle est appliquée, et ce même en des proportions particulièrement élevées, sans donner lieu au phénomène de noircissement caractéristique des FWA utilisés dans la formulation des compositions de couchage pour papier de l'art antérieur. REVENDICATIONS 1 Composition de couchage pour papier comprenant essentiellement des liants, des pigments, éventuellement d'autres additifs, et un azurant optique-, caractérisée en -ce que l'azurant optique a la formule suivante: HNN N > HN HC= N OE >-4 HN SO 3 Na SO 3 Na et est dissous dans des solvants polaires organiques ou des mélanges de ces solvants - 2 Composition de couchage selon la revendication 1, dans laquelle ledits mélanges de solvants renferment en outre jusqu'à I O % d'eau. 3 Composition de couchage selon la revendication 1, dans, laquelle ledit solvant polaire est un solvant polaire hydroxylé choisi dans le groupe formé par l'éthylèneglycol, le diéthylèneglycol, le propylèneglycol, les poly(éthylèneglycol) ou des mélanges de ces solvants. 4 Composition de couchage selon la revendication 1, dans laquelle ledit solvant polaire est le diméthylformamide.