Brevet FR3122805A1 — publié le 20221118

Supports poreux à propriétés biocides La présente invention vise une composition biocide pour le traitement de surface d’un substrat poreux, comprenant au moins un liant hydrophile, au moins un composé biocide à base d’ammonium quaternaire et au moins un agent de collage cationique. Elle concerne en outre l’utilisation d’une telle composition pour conférer des propriétés biocides, notamment antivirales, à un substrat poreux. Figure pour l’abrégé : néant Supports poreux à propriétés biocides L’invention concerne le domaine des supports poreux à propriétés biocides notamment celui des matériaux en feuille et plus particulièrement celui des matériaux fibreux tels que les papiers, les matériaux non-tissés et les textiles, notamment les papiers impression écriture, les papiers couchés, les papiers pour copie, les cartons d’emballage produits à partir de fibres vierges et/ou recyclées, les cuirs, les bois, les papiers de sécurité, les documents de sécurité, les supports pour billets de banque. L’invention vise en particulier à proposer une composition et un procédé utiles pour conférer une activité biocide surfacique et garantir une hydrophobicité aux substrats poreux dont dérivent ces supports. Dans les sociétés modernes, une quantité de plus en plus importante de supports papier, destinés à transmettre des informations à l’image notamment des billets de banque mais également des supports dédiés à l’emballage comme tout particulièrement les cartons, est manipulée quotidiennement et fréquemment par un grand nombre de personnes. Or, certaines de ces personnes pourraient être porteuses d’un ou plusieurs microorganismes pathogènes, et le support manipulé par ces personnes devenir alors un véhicule de transmission de contamination, générateur de maladies épidémiques et pandémiques plus ou moins graves. A ce propos, il semble également important de souligner qu’un matériau fibreux cellulosique, comme un billet de banque ou un carton a, d’une manière générale, tendance à absorber l’humidité ce qui favorise clairement le développement des microorganismes en leur sein et/ou contribue à leur subsistance. Ce problème de la contamination microbienne, bactérienne, fongique et/ou virale des matériaux fibreux, en général cellulosiques, n’est pas nouveau et des solutions ont déjà été développées pour tenter de s’affranchir du risque de transmission microbienne, bactérienne, fongicide et/ou virale lié à leur manipulation massive. La solution la plus fréquente, consiste à traiter le support concerné, et plus généralement son substrat de base formé d’un matériau cellulosique, avec au moins un agent biocide. L’incorporation de cet ou ces agents biocides au niveau du substrat de base peut se faire par immersion dudit substrat dans une solution dudit agent biocide, par pulvérisation, surfaçage, ou encore couchage de ce substrat avec une solution contenant ledit agent biocide. A titre représentatif des agents biocides, ainsi classiquement mis en œuvre, peuvent être notamment cités les p-[(Diiodométhyl)sulfonyl]toluol, carbamate de 3-iodo-2-propynylbutyle, méthyl-1H-benzimidazol-2-ylcarbamate, monolaurine, composés à base d’isothiazoline ou dérivés d’isothiazolone, chitosan, sels d’ammonium quaternaires notamment le chlorure de didécyl diméthyl ammonium, zéolithes de zinc et ions d’argent…Toutefois, ces agents biocides ne possèdent, souvent, qu’une activité biocide spécifique majoritaire, c’est-à-dire bactéricide, fongicide ou virucide et il est alors obligatoire de les combiner pour obtenir une efficacité biocide à large spectre. C’est bien évidemment une contrainte complémentaire car les conditions de mises en œuvre de ces agents biocides ne sont pas toujours identiques. A ce titre, les composés à base d’ammonium quaternaire, en particulier le chlorure de didécyl diméthyl ammonium (DDAC), sont connus à titre d’agent biocide particulièrement avantageux car dotés de propriétés biocides multiples, notamment antibactérienne, antifongique et antivirale (EP2 457 440B). Malheureusement, les composés à base d’ammonium quaternaire ont également la spécificité d’être des composés fortement cationiques et ont tendance à hydrophiliser fortement les substrats dans lesquels ils sont incorporés. Ainsi, lorsque le DDAC est mis en œuvre avec des liants hydrophiles tels que des alcools polyvinyliques ou des amidons et appliqué sur un substrat cellulosique, alors le niveau d’hydrophobie de ce substrat, quantifiable par le contrôle de l’absorption d’eau Cobb, diminue et par exemple, le standard requis de 20 à 40 g/m² pour des papiers impressions écriture ou des papiers d’emballage ne peut plus être atteint. Il est par ailleurs, à noter que les supports cellulosiques, issus du recyclage ont la particularité d’être plus difficiles à hydrophobiser que les supports cellulosiques nobles. Ils sont par ailleurs fortement chargés en produits amylacés résiduels et sont propices au développement ou à la subsistance de germes. Leur traitement avec un composé biocide à base d’ammonium quaternaire comme le DDAC exacerbe donc cette difficulté et ceci peut donc aller jusqu’à contrarier l’objectif de réduire le risque de contamination, poursuivi avec ce composé, puisque l’humidité est favorable au développement des microorganismes. Il demeure donc un besoin d’un traitement de surface, notamment d’un revêtement, pour des substrats poreux en particulier cellulosiques, permettant de leur conférer des propriétés biocides, mais sans altérer leur hydrophobie. Il demeure également un besoin d’un traitement de surface, notamment d’un revêtement, pour substrats fibreux issus du recyclage de substrats fibreux nobles, apte à leur procurer simultanément des propriétés biocides et une hydrophobicité significative. L’invention a précisément pour objectif de proposer une protection biocide, qui soit économiquement acceptable pour des substrats dédiés à l’emballage de masse. Elle a également pour objectif de proposer la mise en œuvre d’un agent biocide présent sur les listes de produits biocides autorisés pour le contact alimentaire. Elle vise également à garantir une activité antimicrobienne durable. Enfin, elle a pour objectif de proposer une solution permettant de procurer outre le caractère biocide recherché, une hydrophobie satisfaisante notamment à des substrats dédiés à l’emballage de masse ou à l’impression écriture. La présente invention propose ainsi une nouvelle composition biocide pour le traitement de surface d’un substrat. Ainsi selon un de ses aspects, la présente invention concerne une composition biocide pour le traitement de surface d’un substrat poreux, comprenant : - au moins un liant hydrophile, - au moins un composé biocide à base d’ammonium quaternaire, en particulier un sel d’ammonium quaternaire, notamment du chlorure de didécyl diméthyl ammonium (DDAC), et - au moins un agent de collage cationique. En particulier, la composition biocide comprend au moins un composé biocide à base d’ammonium quaternaire choisi parmi les sels d’ammonium quaternaire polymériques ou non polymériques, en particulier parmi les sels d’ammonium quaternaire non polymériques, et plus particulièrement comprend au moins du chlorure de didécyl diméthyl ammonium (DDAC). Au sens de l’invention par « traitement de surface », on entend désigner le fait de former un dépôt d’une composition à la surface d’un substrat, de sorte que le support ainsi obtenu possède des propriétés biocides surfaciques et l’hydrophobie recherchées. En particulier, le traitement de surface obtenu selon l’invention conduit à la formation d’un revêtement localisé à la surface dudit support et/ou dans la partie superficielle de l’épaisseur du support. Au sens de l’invention, les termes « agent biocide » ou « biocide », équivalents aux termes « agent anti-microbien », désignent, d’une manière générale, tout agent efficace pour réguler et/ou inhiber la croissance et/ou réduire la densité de microorganismes tels que des virus, champignons, bactéries, et/ou levures, etc. Comme il ressort des exemples figurant ci-après, les inventeurs ont constaté que la mise en œuvre, conjointement à un composé biocide à base d’ammonium quaternaire et notamment au DDAC, d’un type d’agent de collage particulier, au sein du traitement de surface, permet contre toute attente de garantir aux substrats poreux et notamment fibreux ainsi traités, une hydrophobie significative tout en n’altérant pas les propriétés biocides attendues du composé biocide à base d’ammonium quaternaire. Selon un autre de ses aspects, la présente invention concerne un support poreux, en particulier fibreux, à propriétés biocides surfaciques possédant sur tout ou partie d’au moins une de ses surfaces externes, un traitement de surface et de préférence un revêtement formé à partir d’une composition selon l’invention. En particulier, ce support poreux est choisi parmi les papiers et cartons, notamment les cartons dédiés à former les cartons d’emballage en particulier plat ou ondulé et par exemple formés au moins en partie de fibres recyclées. Selon encore un autre de ses aspects, la présente invention vise un procédé de fabrication d’un support poreux à propriétés biocides surfaciques, selon l’invention, comprenant au moins les étapes consistant à : a) disposer d’un substrat poreux, notamment fibreux et de préférence formé au moins en partie de fibres recyclées, b) mettre en contact tout ou partie d’au moins une des surfaces externes dudit substrat avec une composition selon l’invention dans des conditions propices pour y former un dépôt de ladite composition et c) sécher ledit dépôt pour former ledit support poreux doté de propriétés biocides. Selon encore un autre de ses aspects, la présente invention a pour objet l’utilisation d’une composition conforme à l’invention pour conférer des propriétés biocides, notamment antivirales, à un substrat poreux, notamment un substrat fibreux. Selon encore un autre de ses aspects, la présente invention a pour objet l’utilisation d’une composition selon l’invention pour renforcer l’hydrophobicité d’un substrat poreux notamment un substrat fibreux, en particulier formé au moins en partie de fibres recyclées. Selon encore un autre de ses aspects, la présente invention a pour objet l’utilisation d’un support poreux selon l’invention pour préparer un billet de banque ou une feuille de sécurité ou un papier pour l’impression écriture ou la copie. Selon encore un autre de ses aspects, la présente invention a pour objet l’utilisation d’un support poreux selon l’invention pour préparer un carton d’emballage. Selon encore un autre de ses aspects, la présente invention a pour objet l’utilisation d’un support poreux selon l’invention pour préparer des papiers et matériaux non-tissés et textiles, des papiers impression écriture, des papiers couchés et des papiers pour copie. Composition biocide pour le traitement de surface d’un substrat poreux, comprenant : - au moins un liant hydrophile, - au moins un composé biocide à base d’ammonium quaternaire, et - au moins un agent de collage cationique choisi parmi les dimères d’alcényle cétène (AnKD), les dimères d’alkyle cétène (AKD), les styrène-acrylate (SAE), les colophanes, les anhydride succinique d’alcényle (ASA) et leurs mélanges. Composition selon la revendication 1, comprenant au moins un composé biocide à base d’ammonium quaternaire choisi parmi les sels d’ammonium quaternaire polymériques ou non polymériques, en particulier parmi les sels d’ammonium quaternaire non polymériques, et plus particulièrement comprenant au moins du chlorure de didécyl diméthyl ammonium (DDAC). Composition selon la revendication 1 ou 2, comprenant au moins un agent de collage cationique comprenant au moins un dimère d’alkyle cétène (AKD) et/ou un styrène-acrylate (SAE), et de préférence comprenant au moins un dimère d’alkyle cétène (AKD). Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un liant hydrophile choisi parmi les alcools polyvinyliques, les amidons, les fécules, les latex, notamment acryliques ou copolymères acryliques, les hémicelluloses, les carboxyméthylcelluloses (CMC), les galactomannanes, les gélatines, les dispersions de polyuréthane et leurs mélanges, de préférence comprenant au moins un alcool polyvinylique et/ou un amidon et plus préférentiellement comprenant au moins un amidon. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant de 1 à 50 % en poids sec, de préférence de 2 à 40 % en poids sec, et plus préférentiellement de 2 à 20 % en poids sec, de liant(s) hydrophile(s) par rapport à son poids total. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant de 0,05 à 2,5 % en poids sec, de préférence de 0,25 à 1,5 % en poids sec, et plus préférentiellement de 0,25 à 1 % en poids sec, de composé(s) biocide(s) à base d’ammonium quaternaire, notamment de chlorure de didécyl diméthyl ammonium, par rapport à son poids total. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant de 0,08 à 1,5 % en poids sec, de préférence de 0,17 à 1,2 % en poids sec, et plus préférentiellement de 0,17 à 0,9 % en poids sec, d’agent(s) de collage cationique(s) par rapport à son poids total. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre au moins une charge minérale notamment choisie parmi la silice colloïdale, les silicates de sodium, les aluminosilicates de sodium, les carbonates de calcium naturels ou précipités, le talc, le kaolin naturel ou calciné, l’hydrate d’alumine, le dioxyde de titane, les silicates d’aluminium, le sulfate de baryum, et leurs mélanges, de préférence comprenant au moins du carbonate de calcium. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant de 0,1 % à 5 % en poids, de préférence de 0,1 % à 1 % en poids, de charge(s) par rapport à son poids total. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un ou plusieurs agents bactériostatiques, bactéricides, fongistatiques, fongicides, levuricides, virucides distincts d’un composé biocide à base d’ammonium quaternaire, de préférence choisi(s) parmi le p-[(Diiodométhyl)sulfonyl]toluol, le carbamate de 3-iodo-2-propynylbutyle, le méthyl-1H-benzimidazol-2-ylcarbamate, la monolaurine, les composés à base d’isothiazoline ou dérivés d’isothiazolone, de chitosan ou dérivés de chitine, de zéolithe de zinc, d’ions d’argent, notamment le chlorure d’argent, d’argent sous forme particulaire supportée et de triclosan et leurs mélanges, et plus préférentiellement comprenant au moins du carbamate de 3-iodo-2-propynylbutyle (IPBC). Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant de l’eau. Support poreux, en particulier fibreux, à propriétés biocides surfaciques possédant sur tout ou partie d’au moins une de ses surfaces externes, un traitement de surface et de préférence un revêtement formé à partir d’une composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 11. Support poreux selon la revendication précédente, possédant un Cobb au plus de 50 g/m², de préférence de 20 à 40 g/m², mesuré avec le test Cobb réalisé selon la norme ISO 535:2014, sur une durée de 60s . Support poreux selon l’une quelconque des revendications 12 ou 13, ledit support poreux étant fibreux, notamment de type papier ou carton et en particulier un carton dédié à former des cartons d’emballage, ledit carton étant formé de fibres vierges ou de préférence au moins en partie voire en totalité de fibres recyclées. Procédé de fabrication d’un support poreux à propriétés biocides surfaciques selon l’une quelconque des revendications 12 à 14 comprenant au moins les étapes consistant à : a) disposer d’un substrat poreux, notamment fibreux et de préférence formé au moins en partie de fibres recyclées, b) mettre en contact tout ou partie d’au moins une des surfaces externes dudit substrat avec une composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 dans des conditions propices pour y former un dépôt de ladite composition, c) sécher ledit dépôt pour former ledit support poreux doté de propriétés biocides. Utilisation d’une composition l’une quelconque des revendications 1 à 11 pour conférer des propriétés biocides, notamment antivirales, à un substrat poreux, notamment un substrat fibreux. Utilisation d’une composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 pour renforcer l’hydrophobicité d’un substrat poreux, notamment un substrat fibreux. Utilisation d’un support poreux selon l’une quelconque des revendications 12 à 14 pour préparer un billet de banque ou une feuille de sécurité ou un papier pour l’impression écriture ou la copie. Utilisation d’un support poreux selon l’une quelconque des revendications 12 à 14 pour préparer un carton d’emballage. Utilisation d’un support poreux selon l’une quelconque des revendications 12 à 14 pour préparer des papiers et matériaux non-tissés et textiles, des papiers impression écriture, des papiers couchés et des papiers pour copie.