Les agents de collage neutres sont devenus le choix privilégié pour les papiers de qualité moyenne à supérieure en raison de leur grande adaptabilité au pH, de leur respect de l'environnement et de leur résistance au vieillissement. Cependant, des défis tels que la sensibilité des procédés et les coûts élevés nécessitent une optimisation ciblée.
I. Principaux avantages : briser les limites du dimensionnement acide
1. Compatibilité avec les systèmes de fabrication de papier neutres/alcalins pour améliorer les performances du papier
Mise à niveau du remplissage
- Permet l’utilisation de carbonate de calcium (30 à 50 % moins cher que le talc).
- La blancheur du papier augmente de +5% à +8% ISO, l'opacité de +10% à +15% et le volume s'améliore considérablement.
- Idéal pour le papier offset et le papier couché dans les applications culturelles.
Protection des fibres
- Évite l'hydrolyse des fibres dans des conditions acides (pH < 6).
- La résistance finale du papier (indice de traction +10%–15%) et la durabilité (endurance au pliage +20%) sont améliorées.
- Convient aux documents d'archives et aux manuels scolaires nécessitant une conservation à long terme.
2. Forte liaison chimique, excellente résistance à l'eau
AKD
- Forme des liaisons covalentes avec les groupes hydroxyles de la cellulose.
- Peut résister à un trempage dans de l'eau chaude à 100°C pendant plus de 2 heures.
- Le carton de lait traité avec AKD peut résister à la pasteurisation (85°C, 30 minutes).
ASA
- Réaction rapide (rétention > 90 % en 3 à 5 minutes).
- Le papier de base pour gobelets en papier atteint une valeur Cobb <15 g/m², adapté aux boissons chaudes (95°C).
3. Respectueux de l'environnement par rapport aux systèmes acides
Pas de pollution par les chlorures
- Remplace les systèmes acides à base de colophane + sulfate d'aluminium (réduit l'utilisation de sulfate d'aluminium de 80 à 100 %).
- Réduit les rejets de DCO par tonne de papier de 40 à 60 %.
- Conforme aux normes REACH de l'UE et aux normes chinoises de rejet des effluents de fabrication du papier.
Recyclabilité
- La pâte à papier neutre a un taux de dégradation 30 % inférieur à celui de la pâte acide.
- L’efficacité du désencrage s’améliore de 15 à 20 %.
- Prend en charge les emballages écologiques (par exemple, les cartons de commerce électronique).
4. Traitement flexible
AKD
- Positions de dosage flexibles (raffineur / caisse de tête).
- Taux de rétention de 70 à 80 %.
- Convient aux machines à papier à vitesse moyenne à faible (< 800 m/min).
ASA
- Aucun durcissement nécessaire (efficace en 30 minutes).
- Idéal pour les machines à grande vitesse (> 1500 m/min), telles que les lignes de papier à base de tissu.
II. Principaux inconvénients : sensibilité des processus et défis liés aux coûts
1. Temps de durcissement long (spécifique à l'AKD)
- Nécessite 24 à 48 heures de séchage (25 °C, 50 % d’humidité).
- Le papier fini doit être empilé et occupe ainsi de l'espace dans l'entrepôt.
- Commandes urgentes difficiles à honorer rapidement (le collage acide durcit en 30 minutes).
2. Conditions strictes de stockage et d'utilisation
AKD
- Température de stockage ≤ 35 °C (la demi-vie à 40 °C n'est que de 7 jours).
- Température de dosage ≤ 50 °C (≥ 60 °C entraîne une dégradation > 50 %).
- Nécessite une isolation lors du transport hivernal dans les régions nordiques.
ASA
- L'émulsion doit être fraîchement préparée et utilisée dans les 2 heures.
- Un nettoyage quotidien des canalisations avec de l'eau à 50°C + 0.1% de NaOH est nécessaire pour éviter le blocage du gel.
- (Un cas où le défaut de nettoyage a entraîné 4 heures d’arrêt.)
3. Coût élevé
Prix du matériel
- La poudre de cire AKD (15,000 20,000 à 3 5 CNY/tonne) coûte 5,000 à 8,000 fois plus cher que la colophane (XNUMX XNUMX à XNUMX XNUMX CNY/tonne).
- Le coût du papier augmente de 20 à 50 CNY/tonne (à un dosage de 0.3 %).
Dépendance additive
- Doit être associé à de l’amidon cationique (0.1 % à 0.3 %).
- Coût supplémentaire de 5 à 15 CNY/tonne.
4. Maintenance des équipements complexes
Risque d'échelle
- L'AKD se désémulsionne facilement à haute température (> 120 °C) dans la section de séchage, formant des dépôts de cire.
- (Un cas d'entartrage du rouleau d'une machine de couchage a entraîné un écart de grammage > 3 %.)
- Nécessite un nettoyage hebdomadaire avec 1% de NaOH + 0.5% de tensioactif.
Contrôle de la mousse
- Stabilité élevée de la mousse sous pH neutre (par rapport aux systèmes acides).
- Nécessite plus d’antimousse (0.02 % à 0.05 %).
- Ajoute 2 à 5 CNY/tonne au coût.
5. Défis de compatibilité
- Les déchets anioniques (par exemple, la pâte dégradée, la lignine) adsorbent les agents d'encollage.
- Une usine de pâte à papier de feuillus avec des déchets anioniques > 500 μeq/L a vu la rétention d'AKD chuter de 75 % à 50 %.
- Ajout de polyamine cationique requis de 0.1 % (+8 CNY/tonne).
III. Scénarios d'application et suggestions d'optimisation
| Qualité du papier | Agent recommandé | Avantages clés | Points faibles techniques | Solutions suggérées |
|---|---|---|---|---|
| Papier offset/couché | AKD | Fabrication de papier neutre + charge CaCO₃ ; blancheur +3–5 ISO | Contrôler le degré de fraîcheur (28–32°SR) pour réduire les sites anioniques | Optimiser l'étape de raffinage de la pâte |
| Emballage liquide | AKD + PVDC | Résistant à l'eau et à l'huile ; conforme à la FDA | Surveiller la zone de durcissement (25±2°C, 50±5% HR) | Utiliser des entrepôts de séchage à température contrôlée |
| Tissu à grande vitesse | ASA | Réaction rapide, supporte une vitesse de 1800 m/min | La pompe doseuse doit être synchronisée avec la vitesse de la machine (<±0.5%) | Utiliser des systèmes de dosage à fréquence contrôlée |
| Papier pour contact alimentaire | Polymère Synthétique | Aucun risque de migration ; conforme à la directive UE 10/2011 | Compatibilité avec les simulants alimentaires | Test avec un simulant à 50 % d'éthanol avant la production |
Conclusion : Choisir judicieusement des agents d'encollage neutres
Les technologies d'encollage neutre comme l'AKD et l'ASA offrent des avantages évidents : elles favorisent la fabrication de papier alcalin, améliorent l'hydrophobicité, permettent l'utilisation de charges de carbonate de calcium et respectent les réglementations environnementales. Ces caractéristiques les rendent idéales pour les applications papetières haut de gamme, notamment les manuels scolaires, les emballages alimentaires et les papiers couchés.
Cela dit, la gestion de la sensibilité de leurs procédés et de leurs exigences de séchage est essentielle. En combinant la surveillance en temps réel du système (par exemple, potentiel zêta, taux de rétention) avec des contrôles de stockage automatisés, de nombreuses usines ont réussi à réduire les temps de séchage AKD et à améliorer leur efficacité.
Pour les types de papier sensibles aux coûts, l'encollage à la colophane acide peut encore être une solution plus pratique.
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