Rsum : Cette tude prsente llaboration dun nouveau typedtiquette cologique recyclable, nutilisant plus de dor-sale silicon. Pour ce faire, le complexe adhsif sensible la pression/papier silicon est remplac par des micro-capsules contenant ladhsif. Celles-ci sont labores defaon protger ladhsif durant les oprations unitairesde fabrication de ltiquette mais aussi de faon se rom-pre et librer ladhsif au moment de leur utilisationfinale. Dans un premier temps, ladhsif en mulsiondans leau a t microencapsul par polymrisation insitu. Par la suite, une technique de coacervation a gale-ment t employe. Cette technique prsente lavantagedutiliser des matriaux naturels. Dans les deux cas, lescapsules obtenues ont t enduites sur papier. La formu-lation du bain denduction et lappareillage utilis ont tchoisis en fonction du type de microcapsules. Le produitfinal a aussi t press sur un support papier afin de pra-tiquer des tests dadhsion (pelage). Ainsi, des tiquettesautocollantes sches et sensibles la pression ont t la-bores.

Mot cls : microencapsulation adhsif tiquette enduction - impression

Summary: The main objective of this investigation is to prepare inno-vative silicone liner-free pressure sensitive adhesives. Theelimination of the protective layer was achieved by theself protection of the adhesive, thanks to its incorpora-tion into microcapsules. This allows the preparation ofDry labels gluing under the application of a pressurewhich induced the breakage of their shells, thus releasingthe core material, i.e., the pressure sensitive adhesive.

Firstly, water based adhesive was microencapsulated byin situ polymerisation. Then, a coacervation process wascarried out. This method presents the advantage of usingnatural materials. In both cases, the capsules were coatedon paper. The coating colours formulations and the mete-ring devices were chosen according to the kind of micro-capsules. The final product has been pressed on a paperand some adhesion tests (peeling) were carried out,which showed that the pressure sensitive dry labels weresuccessfully prepared.

Key words: microencapsulation adhesive label coating - printing

INTRODUCTION

Le besoin d'tiquetage et didentification est en conti-nuelle augmentation du fait des exigences de plus en plusdrastiques des normes de qualit (ISO 9000 et plus). Cettedemande rsulte de plusieurs enjeux scientifiques-tech-niques-conomiques associs et des attentes de plus enplus fortes de la socit. En effet, aujourd'hui il est pri-mordial pour des secteurs d'activits sensibles (agroali-mentaire, pharmacie, automobile) d'avoir une traabilitde leur produit qui repose sur une technologie fiable maissimple : l'utilisation d'tiquettes autoadhsives associe la technologie RFID (Radio Frequency Identification) parexemple. Pour l'industrie de l'emballage, les tendancesfont apparatre une croissance significative des substrats base de papiers et plastique (au dtriment du verre etmtal), ainsi qu'une forte pression vers la recyclabilit desmatriaux dans un contexte de concurrence intense surles prix. Ainsi le dveloppement grande chelle de solu-tions d'identification autonome (capteur, antenne, batte-rie) associes des substrats papiers ou plastiques autoa-

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Papiers autoadhsifs micro encapsuls

Johanne EMPEREUR, Didier CHAUSSY, Mohamed Naceur BELGACEM GRENOBLE INP - PAGORA, Laboratoire de Gnie des Procds Papetiers (LGP2) BP 65, F-38402 Saint Martin dHres, France.

PEERPEER

REVIEWEDREVIEWED

dhsifs sous forme d'tiquettes intelligentes (Smart ActiveLabel) va impliquer une trs forte demande de systmesd'auto adhsion performants et cologiques destins lafabrication d'tiquettes autoadhsives. Actuellement, lemarch mondial annuel de ltiquette reprsente 57 mil-liards de dollars correspondant une production denvi-ron 30 milliards de m. Les tiquettes autoadhsivesconstituent les 2/3 de cette production. L'tiquette estinvitablement associe la notion d'adhsion car toutetiquette doit tre colle sur un support. Dans la majoritdes cas, le principe actuel de fabrication des tiquettesautoadhsives implique lutilisation dun papier protec-teur silicon. En effet, le complexe est form de plusieurscouches : un frontal (destin devenir ltiquette), unadhsif, du silicone et enfin un dorsal (le papier protec-teur) (cf. Fig1).

Au moment de lutilisation, lensemble dorsal/silicone estdtach du complexe, le frontal quant lui conserveladhsif et peut tre coll. Le dorsal, destin tre jetest, dune part, le papier le plus travaill lors de laconception de ltiquette, son prix peut aller jusqu 0.18/m. Dautres parts, il nest pas recyclable, le cot de sonincinration est valu 1 / kg. Lobjectif de cette tudea donc t de concevoir un nouveau type de papiersautoadhsifs nutilisant plus de dorsal. L'limination dece papier (silicone-liner) peut tre obtenue si l'adhsif estauto protg en l'incorporant dans des microcapsulesdont les carapaces jouent le rle de couches protectrices.Ces dernires, de dimension trs faible (infrieure aumicron), doivent avoir une paroi suffisamment tanche etrsistante pour envelopper ladhsif et ne pas se rompreau moindre cisaillement (lors du dpt de la couche, del'impression, du stockage et du transport des tiquettes).Par contre elles doivent cder sous leffet dune pressionet librer ladhsif au moment de leur utilisation. Unatout supplmentaire de cette tude rside dans lutilisa-tion de matriaux naturels (chitosane, glatine,Carboxymthylcellulose) comme matriau carapace desmicrocapsules.

PARTIE EXPERIMENTALE

Produits :

1. AdhsifLes adhsifs choisis pour cette tude sont des adhsifssensibles la pression (PSA) bien adapts actuellement la fabrication de complexes autoadhsifs [1]. Deux adh-sifs en mulsion dans leau ont donc t utiliss pour pro-cder aux encapsulations lun commercial, lautre syn-thtis au laboratoire. Nous ne prsenterons ici que lesrsultats relatifs ladhsif commercial.

Adhsif commercial :

Cet adhsif (rfrencecommerciale : A4med) utilis en phar-maceutique est basede polyacrylate.Lmulsion dadhsifprsente des tailles demicelle trs fines,assez classiques pource genre de produit,avec un diamtremdian de 0,63 m(dtermines grce aug r a n u l o m t r eMalvern). Son pouvoir

adhsif a t caractris par un test de pelage (Peel test).Pour une quantit dadhsif dpos 9 g/m sur un supportpapier, lnergie dadhsion mesure est gale 253 J/m.

2. Matriaux carapaces

Le chitosane

Cest un polysaccharide appartenant la famille des gly-cosaminoglycanes. Bien quil existe ltat natif dans laparoi cellulaire de certaines bactries ou dans la paroiabdominale des reines de termites, sa production indus-trielle est essentiellement obtenue partir de la chitine.Cette dernire pour sa part est trs largement rpanduedans la biomasse animale, peu prs autant que la cel-lulose, soit une production annuelle que lon estime entre1010 et 1012 tonnes. Aujourdhui le chitosane est produitindustriellement par N-desactylation de la chitine, quelon obtient par dminralisation et dprotinisation decarapaces de crustacs, plus particulirement des crabesou des crevettes ce qui permet de plus une revalorisationdes dchets de pche. La chitine correspond un poly-mre dont le degr de dactylation (DDA) est infrieure 60 %, sinon on parle de chitosane [2, 3]. Celui utilis

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Figure n1 : schma de principe dune tiquette autoadhsive.

pour cette tude est un produit standard de Fluka-BioChemika, de masse molculaire moyenne (~ 75.104)et de degr de dactylation (DDA) de 75 %.

La glatine

Elle est produite par hydrolyse du collagne tire du cuiret des os des animaux (production mondiale denviron251 000 tonnes par an dont 70 % pour des applicationsalimentaires). La glatine contient tous les acides aminsessentiels lexception du tryptophane. En milieu aqueuxet en particulier dans leau chaude, la glatine gonflerapidement puis se dissout et peut alors former une solu-tion visqueuse. la concentration de 1% en masse, laglatine forme un gel 35C. La glatine est de ce fait unproduit dont le gel en solution aqueuse est thermorver-sible. Le produit utilis est rfrenc SKW Biosystemn3723. Il prsente un point isolectrique (pI) de 5 et unetemprature de ramollissement de 50 C.

La Carboxymthylcellulose (CMC)

Cest un polymre driv de la cellulose naturelle, formpar raction avec des alcalis et de lacide chloroactique.La CMC est en gnral de plus faible masse molaire quecelle de la cellulose avec une substitution irrgulire cequi donne des zones de forte et de basse substitution. Abasse concentration, les macromolcules de CMC sonttendues. A haute concentration, elles se chevauchent etse spiralisent. A trs haute concentration, elles senchev-trent et deviennent un gel thermorversible. La CMC estinodore et incolore, elle est insoluble dans les solvantsorganiques. En revanche, et contrairement la cellulose,la CMC est trs soluble dans l'eau mme froide pour lesCMC de haut degr de substitution. La CMC utilise danscette tude est une CMC de chez Fluka-BioChemika demoyenne viscosit.

3. Autres

Dautres produits commerciaux comme le formaldh-hyde, la soude et lacide actique sont utiliss.

Matriels :

Les diffrents quipements utiliss dans le cadre de cettetude en termes de procds et de caractrisations sontles suivants :

1. Procds :

- Dispersion et mlange : mlangeur de type Dispermat(racteur double enveloppe de 400 ml, hlice de 5 cm).- Enductions de laboratoire : appareil de type Endupap(barre de Meyer sans contre poids). - Enduction

lchelle pilote : machine de marque Diproma (bobine-bobine, systme racle ou barre). - Impression : rotativeflexographique Flexiane 12 (alimentation de type cham-bre racles, 5 groupes dimpression, schage air pulset infra rouge).

2. Caractrisation :

Les produits utiliss et/ou labors ont t caractriss avecles quipements suivants : Granulomtre mastersizer dechez Malvern Spectromtre IRTF (Paragon 1000 PerkinElmer) Microscope Electronique Balayage (MEB) demarque FEI Rhomtre cne plan (Carrimed CSL 500, TAInstruments) test de pelage (Peel test Twing Albert).

Mthodes :

Deux techniques ont t retenues pour la microencapsu-lation de ladhsif. Il sagit en premier lieu de la mthodede polymrisation in situ aminoplaste. Cette technique at choisie car elle est largement rpandue dans ledomaine de la microencapsulation pour papiers autoco-piants [4, 5, 6]. Puis, dans un souci cologique, lamthode dencapsulation par coacervation permettantlutilisation de matriaux polymres naturels ou drivs at optimise [7].

1. Polymrisation in situ aminoplaste

Dans un racteur tricol, 300 g deau sont ajouts ladh-sif considr. Le tout est mlang avec du lupasol DVFR(paississant anionique) et du Luracoll DVFR (rsine basede mlamine-formaldhyde hautement mthylole). Laraction commence lorsque le pH est ajust entre 3.6 et3.9 grce de lacide formique. Le mlange est maintenusous agitation mcanique 45C environ pendant 60 min,en vrifiant rgulirement le pH. Il est ensuite chauff pro-gressivement (pendant 30 min) de 45C 85 C et main-tenu la temprature finale pendant 120 min. Lors de cettetape, le pH ayant tendance augmenter, il sera possiblede rajouter de lacide formique si ncessaire. Ensuite, 3 gde solution commerciale de mlamine sont ajouts toutesles 10 min pendant une heure, soit 18 g au total. Lajout demlamine saccompagne aussi dun ajout dacide for-mique, pour le maintient du pH. En fin de raction, du trie-thyloamine est ajout (solution tampon pour atteindre unpH de 8) suivi de laddition de lammoniaque en solutionjusqu lobtention dun pH de 10.

2. Coacervation complexe du chitosane et de la glatine

0,2 g de chitosane est dissout sous agitation magntiquedans 120 ml de solution dacide actique 1 % (pH = 5).Quand la solution est homogne, 3 g de glatine sont

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ajouts dans cette solution pendant au moins 30 min.

La solution est chauffe 60 C (temprature suffisantepour que la glatine se solubilise) au bain marie tout encontinuant de se mlanger. Une mulsion dadhsif est pr-pare avec 80 g dadhsif et 80 ml deau. Cette dilutionpermet dviter les agglomrats de microcapsules est derduire la viscosit. Les deux solutions sont mlangespendant 15 min. Pour commencer la coacervation com-plexe, 80 ml dune solution de CMC 1 % (soit 0,8 g) estajout lentement et le mlange est maintenu pendant 15min. Le mlange est refroidi par un bain de glace de 60 C 10 C pour dclencher le processus de glification. Lemlange doit tre actif afin dviter la glification de tout lemilieu. Le mlange est maintenu ainsi pendant encore 30min. 7,5 ml de formaldhyde 30 % sont ajouts commeagent de rticulation. Au bout de 10 min, une solution desoude 10 % est ajoute pour atteindre un pH=12. Aprs10 min dagitation, lexprience est arrte. Les microcap-sules peuvent tre rcupres par dcantation puis par fil-tration. La figure 2 rsume cette procdure.

RESULTATS ET ANALYSE

Conception de microcapsulesdadhsifs

Encapsulation in situ aminoplaste

Conformment la description prsente dans la partiemthode, une srie dessais est ralise diffrents pour-centages de quantit dadhsif par rapport la quantit dematriaux carapace. Aprs chaque exprience, un chan-tillon de capsules est sch sur une plaque en tflon afindobserver son comportement. En effet, un chantillon danslequel tout ladhsif nest pas encapsul prsente un effetcollant rsiduel qui nest pas souhaitable pour notre appli-cation. Les proportions idales sont trouves lorsquelchantillon sch est hors poisse (il est alors semblable une poudre). Les tests effectus, montrent que le rapportoptimal carapace/adhsif est de lordre de 20 %. Sur la basede ces rsultats, des essais semi-industrielle ont t ralissafin dencapsuler 20 kg dadhsif. Ces essais permettront defaire ultrieurement des tests denduction et dimpression lchelle semi-industrielle. Des mesures de granulomtrieen volume ralises sur des prlvements dchantillons(Fig. 3) prsentent deux classes de rpartition. La premire,autour de 1,6 m correspondant la taille des capsulesindividualises, valeur proche de la taille des micelles delmulsion de ladhsif original [8]. La seconde, au alentourde 12,2 m correspondant des agglomrats de microcap-sules comme le confirme lobservation faite en microscopie balayage lectronique (Fig. 4).

Encapsulation par coacervation complexe

Dans cette partie, ladhsif est encapsul par coacervationcomplexe utilisant des polymres de la biomasse. Les cap-sules obtenues sont filtres, rinces lactone puissches afin de permettre une observation au MicroscopeElectronique Balayage (Fig.5). Tout comme

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Figure n2 : coacervation complexe de la glatine et du chitosane

Figure n3 : Distribution en volume de la taille des capsulesdadhsif (encapsulation in situ aminoplaste)

prcdemment, un phnomne dagglomration estobserv. Le caractre filmogne des polymres utilissrend lisolation des capsules difficile et le produit obtenuprsente un aspect spongieux.

Ltude granulomtrique permet de prciser ce phnomneet montre que les capsules prsentent un diamtre mdianen nombre de 0,87 m. En revanche, elles forment aussides agglomrats volumineux denviron 130 m (Fig. 6).

Des mesures de spectroscopie infrarouge effectue sur lescapsules mettent aussi en vidence la prsence les picscaractristiques de ladhsif (C=O 1736 cm-1) et des poly-mres utiliss dans la conception des parois (NH 3741 cm-1), les diffrents matriaux utiliss sont donc bienprsents dans les capsules [9].

Elaboration de papier autoadhsif

Etude de laboratoire

Llaboration du papier autoadhsif ncessite une opra-tion denduction des microcapsules la surface du papier.Les premires enductions sont ralises sur lappareilEndupap. De cette manire, il est possible de tester diff-rentes formulations des bains avant de procder desessais faisant appel des quipements pilotes plus lourds.

Cas des capsules dadhsif par voie in situ aminoplasteDans le cas de ces capsules synthtiques, des liants synth-tiques ont t utiliss (PVA et latex). Afin de rduire le cotde la couche, des charges de carbonate de calcium ont tincorpores. La viscosit des bains denduction est mesureavec un viscosimtre Brookfield 100 tr/min. Le papier sup-port est enduit avec une barre Meyer de 4 et sans contre-poids. Le papier est ensuite sch sous infrarouges. Letableau n1 prsente les diffrentes formulations qui ont ttestes ainsi que quelques caractristiques du bain den-duction (concentration et viscosit) et du dpt sur le sup-port. La masse sche de la couche dpose reste faible danstous les cas sauf pour le bain n3 qui correspond une for-mulation forte part de carbonate de calcium. Il est trs dif-ficile de concentrer plus les capsules. En effet lmulsion dedpart a une concentration de 50% maximum.

Un test de pelage est ensuite ralis [10]. Pour cela, la facede papier couche avec les microcapsules est mise encontact avec un papier vierge sous une pression de 600 barspendant 5 minutes. Lnergie ncessaire pour sparer lesdeux surfaces est ensuite mesure. Le tableau n2 prsenteces valeurs dnergie pour les diffrents bains tudis et lesvaleurs de grammage de capsules dposes respectifs.Seul le bain n 3 ne permet pas dobtenir une adhsionsatisfaisante. En effet la quantit de capsules dposes est

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Figure n 4 : Photographie MEB de capsules dadhsif(Encapsulation in situ aminoplaste)

Figure n 5 : Photographie MEB de capsules dadhsif(Coacervation complexe)

Figure n6 : Distribution en volume et en nombre de la tailledes capsules dadhsif (Coacervation complexe)

trop faible (part de carbonate de calcium trop importante,ce qui dgrade ladhsion). Ce phnomne commence dsle bain n 7. En effet malgr la grande quantit de capsulesdposes, lnergie commence diminuer. On note que laprsence de PVA amliore lgrement ladhsion (compa-raison bains n 1 et 2). Le bain prsentant la meilleureadhsion est le bain n 6, cest donc sur la base de cetteformulation que les essais, denduction lchelle pilote,seront raliss. Dans le cas de cette formulation, lnergiedadhsion obtenue avec ces microcapsules est de lordrede 50 % du pouvoir dadhsion de ladhsif non encapsul

(130/253 x 100 50%.

Cas des capsules dadhsif par voie de coacervationcomplexe

Les polymres naturels utiliss prsentent des caractris-tiques filmognes, par consquent, les capsules qui en sontissues ncessitent moins de liant que les capsules issues dela voie aminoplaste. Il est donc possible de travailler avecle latex et le PVA mais aussi avec de lamidon cuit.Lamidon prsente lavantage dtre lui aussi un polymre

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Microcapsules Carbonates PVA LatexMatiresSches

Viscosit Brookfield

Dpt

Concentration 25% 78% 16% 50% % mPa.s g/m2

Bain n1 100 0 0 18 28 199 9,0

Bain n2 100 0 4 14 26 280 9,1

Bain n3 40 60 3 18 42 435 17,0

Bain n4 100 0 18 0 21 364 9,7

Bain n5 90 10 0 18 28 198 12,1

Bain n6 90 10 10 10 27 291 11,8

Bain n7 75 25 10 10 32 332 13,5

Tableau n1 : Formulation (nombre de parts massiques) des diffrents bains denduction (Encapsulation in situ aminoplaste)

Bain n1 Bain n2 Bain n3 Bain n4 Bain n5 Bain n6 Bain n7

Dpt de Capsules(g/m) 7,7 7,6 5,6 8,2 9,0 8,9 8,4

Energie au pelage (J/m) 75 82 7 115 100 130 68

Tableau n2 : Dpt de microcapsules et nergie ncessaire au pelage du complexe coll. (Encapsulation in situ aminoplaste)

Tableau n3 : Formulation des diffrents bains denduction (Coacervation complexe)

Bain 1 Bain 2 Bain 3 Bain 4 Bain 5

Matire (g) Eau (g) Matire (g) Eau (g) Matire (g) Eau (g) Matire (g) Eau (g) Matire (g) Eau (g)

Adhsifs 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0

Glatine 3,0 120,0 3,0 35,0 3,0 60,0 3,0 90,0 3,0 110,0

Chitosane 0,2 0,2 10,0 0,2 13,3 0,2 13,3 0,2 13,3

CMCel 0,8 80,0 0,8 15,0 0,8 50,0 0,8 50,0 0,8 80,0

Soude 0 50,0 0 10,0 0 10,0 0 10,0 0 10,0

Formaldhyde 0 10,0 0 10,0 0 10,0 0 10,0 0 10,0

Amidon cuit 6 20,0 6 20,0 6 20,0 6 20,0 6 20,0

Total 50,0 320,0 50,0 135,0 50,0 203,3 50,0 233,3 50,0 283,3

% Matires 13,5 27,0 19,7 17,6 15,0

naturel celui utilis est un amidon de pomme de terre ce qui concorde avec lambition cologique de ltude. Enrevanche il est utilis de faibles concentrations, ce quincessite des quantits deau vaporer plus importantes.Les capsules ont t synthtises diffrentes concentra-tions, le principal facteur limitant le choix de la concentra-tion tant la viscosit. Par exemple, il est trs difficile dedissoudre du chitosane plus de 3 % en masse de plus,ladhsif est en mulsion 50 % maximum. Les diffrentesformulations testes sont prsentes dans le tableau n3.

Aprs ltape denduction, le potentiel dadhsion de cespapiers autoadhsifs est valu par un test de pelage(tableau n4).

Le bain 1 est trop dilu et ne permet pas de faire uneenduction satisfaisante, la masse dpose tant trop faible.Ceci se traduit par une nergie dadhsion nulle.Lenduction ralise avec le bain 2 a mis en vidence unphnomne dencrassement de la barre Meyer du fait de saviscosit leve. Lenduction nest pas optimale et finale-ment la quantit dpose est en retrait par rapport auxbains 3, 4 et 5. Le dpt obtenu permet tout de mme decoller les deux papiers ensemble mais lnergie de pelagedemeure faible. Le bain 3 fournit les meilleurs rsultats. Eneffet sa formulation permet une bonne machinabilit lorsde lenduction et le poids de couche dpose assure unenergie dadhsion de 94 j/m. Les bains 4 et 5 donnent desrsultats quivalents mais lgrement infrieurs avec desvaleurs respectives de 76 et 71 j/m.

Essais pilote

Ces essais ont t raliss uniquement partir des micro-capsules synthtises par voie in situ aminoplaste. En effet,seul ce procd nous permet actuellement de produire defortes quantits de microcapsules (20 kg) compatibles aveclemploi de la coucheuse pilote Diproma.

Enduction

Le support utilis est un papier couch base de kaolin etde carbonate de calcium de grammage ltat sec

121 g/m et dpaisseur moyenne de 112 m. Le bain den-duction utilis prsente la formulation suivante (tableau 5).

La caractrisation rhologique de ce bain denduction surun rhomtre cne plan montre un comportement rho-fluidifiant [11]. Pour un taux de cisaillement de 1000 s-1, laviscosit mesure est de 137 mPa.s. Le papier est dans unpremier temps couch avec une lame sous une pression de3 Psi. Dans ces conditions, lenduction nest pas satisfai-sante. En effet, la lame tend sencrasser et lenductionnest pas homogne sur toute la largeur de la bobine. Dansun second temps, lenduction seffectue donc laidedune barre. Cette fois-ci lenduction se passe sans encom-bre. Cependant, le bain tant faiblement concentre, letemps de passage en scherie doit tre optimis et la vitessede la coucheuse rduite 10 m/min. Une fois couch, lepapier a un grammage de 150 g/m en ltat et de 143 g/m ltat sec. Le grammage de la couche dpose est donc22,1 g/m.

Caractrisation au Microscope Electronique BalayageLa coupe transversale de la figure n7 met en vidence ledpt de microcapsules ralis lors de lenduction (zone1). Dune paisseur denviron 30 m, il adhre bien aupapier et sa couche pigmentaire dj prsente (zone 2).Le reste de la coupe prsente les fibres (zone 3) ainsiquune couche sur la face verso du papier support (zone 4).

Test de pelage Lvaluation du potentiel dadhsion est ralise de deuxfaons diffrentes. Dans un premier cas, comme prc-demment, on applique une face couche sur une face depapier vierge. Dans un second cas, on augmente artificiel-lement lpaisseur de la couche en mettant en contact deuxfaces de papier couch avec les microcapsules. Les rsul-tats obtenus dans ces conditions sont respectivement de173 J/m et 232 J/m ce qui reprsente 68 et 91 % du poten-tiel dadhsion de ladhsif commercial (253 J/m).

Essais dimpression sur pilote industriel Les tiquettes autoadhsives tant principalement impri-mes par procd flexographique, il tait donc judicieuxde vrifier le potentiel des microcapsules rsister aux

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Bain n1 Bain n2 Bain n3 Bain n4 Bain n5

Concentration(%) 13,5 27,0 19,7 17,6 15,0

Enduction(g/m) 3,1 7,2 28,1 10,7 9,5

Energie au pelage (J/m2) 0 43 94 76 71

Tableau n4 : Dpt lors de lenduction et nergie ncessaireau pelage (Coacervation complexe)

Microcapsules Carbonate PVA LatexMatires sches

Concentration 27,5% 78% 14% 50% -

Parts massiques 90 10 10 10 25%

Tableau n5 : Formulation en parts massiques du bain den-duction utilis sur la coucheuse Diproma (Encapsulation insitu aminoplaste)

forces de compression lors du transfert dencre de ltapedimpression. A cet effet, le papier couch sur la machineDiproma a t imprim en flexographie sur un pilote indus-triel (rotative de 5 groupes dimpression, 30 cm de laize,tension de bande : 2,5 N/cm, vitesse de lessai : 9 m/min,schage infrarouge et air puls).

Limpression dun aplat a t ralis au cours de laquelleaucun problme de machinabilit ni de qualit dimpres-sion na t rencontr : pas de dpt dadhsif par exemplesur les groupes dimpression, pas daspect poisseux dupapier aprs impression, pas de problme de bobinage.Lobservation au Microscope Electronique Balayage(coupe et face) confirme cet tat de fait puisque les cap-sules ne sont pas endommages (Fig.8).

CONCLUSION Un adhsif commercial, a pu tre encapsul par deuxmthodes diffrentes. La premire est la polymrisationin situ dune rsine base de mlamine-formaldhyde.Ces capsules synthtiques, une fois sches, formentune poudre. La seconde mthode dencapsulation estune coacervation de matriaux issus de la biomassevgtale ou animale: le chitosane, issu des carapaces decrustaces ; la glatine, issue de tissus conjonctifs ani-maux ; la carboxymthyl-cellulose, issue du bois ou desrsidus agricoles. Les capsules obtenues ont tendance sagglomrer mais cette mthode prsente lavantagedutiliser des matriaux renouvelables. Dans les deuxcas, les capsules obtenues ont un diamtre sensiblementgal celui des micelles de lmulsion dont elles sontissues. Les capsules contenant ladhsif commercial ontdonc un trs faible diamtre car cet adhsif est vendusous forme dmulsion stable dont la taille des parti-cules se situ aux alentours de 0,6 m. Lenduction descapsules a t ralise essentiellement avec des barresfiletes et a permis de dposer jusqu 22 g/m de baindenduction 60 % dadhsif lors dessais pilotes. Untel dpt permet par la suite deffectuer un collagelorsque lon applique une pression sur le papier. La qua-lit du collage dpend de la quantit de capsules dpo-se. Les meilleures enductions prsentent une nergieau pelage denviron 170 J/m contre 250 J/m pourladhsif seul, ladhsion obtenue est donc satisfaisante.Enfin, les papiers couchs avec les microcapsules mon-

trent une bonne aptitude aux transformations ult-rieures et peuvent tre imprims, au moins enflexographie ou la pression exerce est relative-ment faible, sans endommager les capsules. Enoutre, les papiers gardent leur potentiel adhsifaprs avoir t imprims.

REMERCIEMENT : les auteurs souhaitent remercier la communautEuropenne pour son support financier dans lecadre du projet CRAFT-STAR

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Figure n8 : Coupe et face du papier (MEB) aprs impression flexogra-phique sur pilote (Encapsulation in situ aminoplaste)

Figure n7 : Coupe du papier (MEB) aprs enduction pilote(Encapsulation in situ aminoplaste)

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[5] Nellessen et al. - Brevet amricain 6306250 B1 - 2001- Method of removing capsule oils from self-copying paper.

[6] Kraft, Keith A - Brevet Europen 0569285 - Colloid toincrease coefficient of friction in carbonless paper padcoating.

[7] B. Truffi - Elaboration de nouveaux papiers thermiques 2000 - Thse de lInstitut National Polytechnique deGrenoble - Prpare au laboratoire de Gnie des ProcdsPapetiers LGP2 UMR 5518 BP 65 - 38402 Saint MartindHres.

[8] J. Empereur., D. Chaussy, Gandini A., Belgacem M. N.- Proceedings du 28th Annual Meeting of the AdhesionSociety, p 442-444, ISSN 1086-9506. Mobile, february 13-16, 2005.

[9] J. Empereur - Conception de nouveaux papiers autoa-dhsifs - 2006 Thse de lInstitut National Polytechniquede Grenoble - Prpare au laboratoire de Gnie desProcds Papetiers LGP2 UMR 5518 BP 65 - 38402Saint Martin dHres.

[10] L. Bradeley, R. Venditti, H. Jameel, Tappi J., 2001, 84,70.

[11] J. Empereur, N. Belgacem, D. Chaussy,Macromolecular Materials and Engineering, 2008, 293 (3),167-172, ISSN : 1438-7 492

Vol. 63 - n1 >> Fvrier-Mars 200924

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