Dimensionnement du papier, auxiliaires de tissus et rôles des tensioactifs
Les usines de papier et de papier tissu dépendent d'un ensemble coordonné d'agents d'encollage, de résines résistantes à l'humidité, d'amidon et de produits chimiques de traitement pour contrôler la pénétration des liquides, la résistance des feuilles, leur douceur et leur maniabilité. Les tensioactifs jouent un rôle de soutien mais essentiel tout au long du processus : émulsifier des agents d'encollage hydrophobes dans la pâte à papier, mouiller les fibres pendant la préparation de la pâte, contrôler la mousse dans la partie humide et la cuisine d'enduction, et nettoyer les cylindres Yankee et les feutres de presse sur les machines à papier. Venus Ethoxyethers fournit des antimousses, des agents mouillants, des tensioactifs de désencrage et des produits chimiques spéciaux pour les applications de pâtes et papiers provenant des opérations de fabrication de Goa, India.
Pourquoi le dimensionnement et la chimie de la partie humide sont importants
Le papier est un réseau poreux de fibres de cellulose. Sans encollage, l'eau, l'encre et la couleur du revêtement pénètrent librement dans la feuille, provoquant des bavures d'impression, une mauvaise opacité et une instabilité dimensionnelle. L'encollage crée un caractère hydrophobe aux surfaces des fibres, contrôlant la pénétration du liquide tout en maintenant la respirabilité là où cela est nécessaire (mouchoirs en papier, papier filtre) ou en la bloquant entièrement (stock de gobelets, carton d'emballage de liquide).
Les qualités de papier hygiénique ajoutent encore plus de complexité : les consommateurs attendent de la douceur, du volume, de la capacité d'absorption du papier hygiénique et de la résistance à l'humidité des qualités de serviettes. L’obtention de ces propriétés nécessite des résines résistantes à l’humidité, des produits chimiques de crêpage et une propreté des machines – autant de domaines dans lesquels les tensioactifs et les produits chimiques de traitement interagissent avec les principaux additifs fonctionnels.
Systèmes de dimensionnement internes
L'encollage interne traite la pâte avant la formation de la feuille afin que l'agent hydrophobe se répartisse dans la paroi des fibres et sur les surfaces des fibres. Les trois produits chimiques dominants sont la colophane-alun, le dimère d'alkylcétène (AKD) et l'anhydride alkylsuccinique (ASA).
Encollage de colophane-alun : La norme historique pour la fabrication du papier acide. L'encollage de colophane est émulsionné et précipité sur des fibres avec de l'alun (alun de papetier, sulfate d'aluminium). Fonctionne mieux en dessous d'un pH de 5,5. En déclin dans les systèmes alcalins, mais toujours utilisé dans certaines qualités de carton et de spécialités.
AKD (dimère d'alkylcétène) : Le principal format interne pour le papier alcalin et neutre (pH 7–8,5). L'AKD est un solide cireux présenté sous forme d'émulsion cationique (généralement 6 à 30 % d'actif). Il réagit avec les groupes hydroxyles de la cellulose pour former des liaisons bêta-cétoester, créant ainsi une hydrophobie durable. Le temps de durcissement est de 24 à 72 heures après la formation de la feuille.
ASA (anhydride alkyl succinique) : Appliqué en émulsion sur machine car il s'hydrolyse rapidement dans l'eau. Guérison plus rapide que l’AKD – de quelques minutes à quelques heures. Préféré pour les machines fonctionnant à grande vitesse où l'encollage doit se développer avant la bobine. Nécessite une émulsification minutieuse au niveau de la presse encolleuse ou de l'émulsificateur en ligne.
Rôle du tensioactif dans l'émulsification de l'AKD et de l'ASA
L'AKD et l'ASA sont hydrophobes et doivent être émulsionnés avant d'être ajoutés à la pâte à papier. L'amidon cationique ou les émulsifiants polymères synthétiques créent de fines gouttelettes (1 à 5 µm) qui survivent au cisaillement dans la pompe à ventilateur et la caisse d'arrivée. Les éthoxylates non ioniques à faible dose améliorent la stabilité de l'émulsion et l'uniformité des gouttelettes - généralement en dessous de 0,1 % sur les fibres pour éviter un mouillage excessif qui va à l'encontre de l'objectif de dimensionnement.
Une mauvaise qualité de l’émulsion d’encollage provoque des problèmes visibles sur la machine et dans la tôle finie :
- Taches de calibrage et taches visibles sur la feuille
- Valeurs Cobb inégales (absorption d'eau) sur toute la largeur de la bobine
- Dépoussiérage de particules AKD sur rouleaux de calandre
- HST variable (test de dimensionnement Hercules) entraînant des plaintes en matière d'imprimabilité
Les agents mouillants non ioniques Venus facilitent la préparation de l’émulsion AKD lorsqu’ils sont dosés avec soin. Le surdosage de tensioactif dans la partie humide entre en concurrence avec le dépôt d’encollage et augmente l’absorption d’eau – un équilibre critique pour les fabricants de papier.
Tableau de comparaison des tailles internes
| Type de dimensionnement | Plage de pH | Temps de durcissement | Sensibilité aux tensioactifs | Notes typiques |
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Voir dimensionnement du papier produits et produits chimiques pour le papier plaque tournante du portefeuille Venus.
Dimensionnement de surface à la presse encolleuse
L'encollage de surface applique de l'amidon, du PVA ou du latex à la feuille formée au niveau de la presse d'encollage (applicateur de bassin ou de film) pour améliorer la résistance de la surface, l'imprimabilité et les propriétés de barrière. L'amidon est l'apprêt de surface dominant - amidons oxydés, hydroxyéthylés ou cationiques à une concentration de 3 à 12 % dans le bain de presse d'ensimage.
Les tensioactifs dans l'encollage de surface remplissent des fonctions différentes de celles dans l'encollage interne :
- Aide à la pénétration : L'éthoxylate non ionique à faible dose aide l'amidon à pénétrer dans la direction Z de la feuille pour une force de liaison interne
- Antimousse : La mousse pressée provoque une application inégale et des cassures de feuilles - les antimousses à base de silicone et d'huile sont standard
- Antistatique et lubrification : Certaines formulations incluent des tensioactifs pour réduire l'électricité statique sur les coucheuses à grande vitesse
Un surdosage d'antimousse peut déposer des taches hydrophobes qui résistent à l'encre d'impression – un problème de dépannage courant sur les types de papier offset. Vénus antimousses sont formulés pour le lavage de la pâte à papier, les cuisines d'enduction et les presses de calibrage avec une interférence minimale sur les performances de calibrage.
Papier de soie : douceur, volume et résistance à l'humidité
La fabrication de papiers-mouchoirs sur des machines Yankee à forme de croissant ou conventionnelles donne la priorité aux propriétés perçues par le consommateur plutôt qu'à l'imprimabilité. Les principaux systèmes chimiques comprennent :
Résines résistantes à l’humidité : Le polyamide-épichlorhydrine (PAE) et le polyacrylamide glyoxalé (GPAM) lient les fibres lorsqu'elles sont mouillées, empêchant ainsi la désintégration de la serviette pendant l'utilisation. Dosé à raison de 0,2 à 1,0 % sur les fibres en fonction de la résistance à la traction humide cible.
Résines résistantes à sec : L'amidon cationique et le GPAM améliorent la traction sans contribution à la résistance à l'état humide — utilisés lorsque la douceur (faible rigidité) est la priorité.
Chimie du crêpage : L'adhérence entre la feuille et le cylindre sécheur Yankee est contrôlée par des adhésifs de crêpage (alcool polyvinylique, polyamide) et des agents démoulants. Les tensioactifs contenus dans les emballages de revêtement Yankee affectent le nombre de crêpes, le volume et la maniabilité en machine.
Nettoyage des cylindres Yankee : Les dépôts organiques (collants, poix, accumulation d'adhésif de revêtement) réduisent le transfert de chaleur et provoquent des ruptures de feuilles. Des nettoyants alcalins contenant des tensioactifs et des solvants sont appliqués lors des lavages programmés. Les produits chimiques de nettoyage des feutres et des cylindres Venus soutiennent l’hygiène des machines à mouchoirs.
Portefeuille de tissus :produits chimiques pour papier de soie.
Applications des tensioactifs dans l’usine de papier
| Zone du moulin | Fonction tensioactive | Direction du produit Vénus |
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Désencrage et traitement des fibres recyclées
Les fibres recyclées constituent désormais une part importante de la composition du papier et du carton d'impression/écriture. Le désencrage élimine l’encre d’impression du papier récupéré via les étapes de réduction en pâte, de flottation et de lavage. Les tensioactifs non ioniques et les savons d'acides gras détachent les particules d'encre des surfaces des fibres et les stabilisent dans la mousse pour les éliminer.
La chimie de désencrage doit équilibrer l’élimination de l’encre par rapport à la perte de fibres et aux interférences d’encollage dans la feuille finale. Un dosage trop agressif de tensioactifs dans l'usine de désencrage peut se répercuter sur la machine à papier et réduire l'efficacité de l'encollage interne. Les boucles d'eau fermées amplifient ce risque. Notre guide de désencrage du papier couvre la sélection des tensioactifs pour les lignes de flottation et de lavage.
Aides au blanchiment et mouillage lors du blanchiment de la pâte à papier
Les séquences de blanchiment sans chlore élémentaire (ECF) et sans chlore total (TCF) utilisent des étapes oxydatives (dioxyde de chlore, peroxyde d'hydrogène, ozone) pour éclaircir la pâte. Les tensioactifs utilisés comme agents de blanchiment améliorent la pénétration des produits chimiques dans les parois des fibres, donnant une brillance plus uniforme et réduisant la consommation de produits chimiques.
Les agents mouillants doivent être stables dans des conditions alcalines de peroxyde et compatibles avec les agents chélateurs qui séquestrent les métaux de transition (fer, manganèse) qui catalysent la décomposition du peroxyde. Voir aides au blanchiment et guide des agents chélateurs pour la chimie de blanchiment intégrée.
Exemples concrets : packages de dimensionnement et de produits chimiques pour tissus
Papier copieur sans bois (format interne AKD) :
- Émulsion AKD : 0,15 à 0,25 % sur fibre sèche (comme 100 % AKD)
- Aide à la rétention : PAM cationique à 0,03–0,05 %
- Aide mouillante non ionique dans la préparation d'émulsion : dose en trace uniquement
- Amidon d'encollage alcalin à la presse granulométrique : 5 à 8 % dans le bain
- Cible HST > 120 secondes ; Cobb 60 < 25 g/m²
Papier hygiénique de qualité supérieure (résistance à l'humidité) :
- Résine PAE résistante à l'humidité : 0,4 à 0,8 % sur la fibre
- Adhésif de crêpage sur Yankee : mélange PVA/polyamide
- Nettoyant Yankee : lavage hebdomadaire au tensioactif alcalin
- Pas de dimensionnement interne – la capacité d’absorption est un attribut positif
- Traction humide cible > 0,15 kN/m
Carton doublure recyclé (encollage de colophane, boucle fermée) :
- Émulsion d'encollage de colophane : 1,5 à 2,5 % sur la fibre
- Alun pour précipitation : pH contrôlé entre 4,5 et 5,0
- Antimousse dans le coffre de la machine : émulsion de silicone à 50-200 ppm
- Surveillance du transfert de tensioactif de désencrage – réduire si le dimensionnement diminue
Dépannage des processus
| Problème | Cause possible liée au tensioactif | Action |
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Considérations environnementales et réglementaires
Les usines de papier fonctionnent selon des limites strictes de rejet d'effluents en matière de DCO, de DBO et de teneur en tensioactifs. Les éthoxylates non ioniques biodégradables à base d'alcool linéaire sont préférés aux produits chimiques persistants. Les emballages de tensioactifs APE-free sont conformes aux critères du label écologique de l'UE pour le papier de soie et le papier graphique, le cas échéant.
Venus fournit des produits chimiques pour papier avec une documentation à l'appui des audits environnementaux des clients. Les systèmes d’eau en boucle fermée bénéficient de tensioactifs peu moussants et facilement biodégradables qui ne s’accumulent pas au cours des cycles de processus.
Fourniture de produits chimiques pour papier et tissus Venus
Venus Ethoxyethers fabrique des antimousses, des agents de désencrage, des agents de blanchiment, des nettoyants pour feutres et des agents mouillants pour les usines de pâtes et papiers du India et des marchés d'exportation. Le support technique couvre l’optimisation de l’émulsion AKD, les audits des usines de désencrage et les protocoles de nettoyage des machines à mouchoirs.
Contactez Venus pour des échantillons et des essais en usine via contactez-nous. Centre de portefeuille :produits chimiques pour le papier.