L'importance des agents de collage de surface dans la fabrication moderne du papier

Imaginez une boîte d'expédition résistante aux dégâts causés par l'eau lors d'une livraison sous la pluie, ou une page de magazine affichant des images nettes et éclatantes sans bavures. Les agents de collage de surface rendent ces résultats possibles en transformant les propriétés de surface du papier.

• Ils réduire l'absorption, permettant aux encres et aux peintures de rester sur la surface et améliorer la clarté de l'impression.

• Ces mandataires améliorer la résistance à l'eau et la résistance mécanique, augmentant la durabilité des emballages et des papiers spéciaux.

• L’industrie de l’emballage compte sur eux pour des matériaux de haute qualité et résistants.

Faits marquants

• Les agents de collage de surface améliorent le papier en le rendant plus résistant, résistant à l'eau et meilleur pour l'impression.

• Ils forment un film protecteur sur le papier qui maintient l'encre nette et empêche les dégâts causés par l'eau.

• Différentes régions et industries ont besoin d’agents d’encollage de surface spécifiques pour répondre aux demandes et réglementations locales.

• Les agents à base d’amidon, polymères et anioniques offrent chacun des avantages uniques et conviennent à différentes utilisations du papier.

• L'application correcte des agents d'encollage de surface nécessite un contrôle minutieux des méthodes de revêtement et des conditions de processus.

• Agents d'encollage écologiques et biosourcés sont de plus en plus demandés en raison des réglementations environnementales et des préférences des consommateurs.

• Des défis tels que les défauts de revêtement, moussant, et l’équilibre entre les coûts et les performances nécessite une gestion compétente.

• Les innovations en matière d’agents de collage durables et hybrides contribuent à améliorer la qualité du papier tout en réduisant l’impact environnemental.

Importance

Qualité du papier

Agents de collage de surface jouent un rôle essentiel dans l'amélioration de la qualité du papier. Une fois la feuille formée et partiellement sèche, ces agents sont appliqués à la surface. Ils créent une couche lisse et uniforme qui cimente les fibres, améliorant ainsi la qualité du papier. résistance de surface ou rigidité à la flexionCe procédé permet d'obtenir une surface de papier résistante à la déchirure et au pliage, un atout essentiel pour les papiers d'emballage et les papiers spéciaux. En formant un film à la surface, ces agents forment également une barrière contre la pénétration des liquides. Cette barrière améliore résistance à l'eau et empêche l'encre de pénétrer dans les fibres, ce qui permet d'obtenir des impressions plus nettes et plus éclatantes. amidons modifiés, les additifs cationiques et les copolymères améliorent encore les propriétés mécaniques et la qualité d'impression, bien que ces améliorations puissent augmenter les coûts de production.

Remarque : Les tests d’évaluation tels que Cobb, Stöckigt et Hercule aider les fabricants à mesurer la résistance du papier à la pénétration de l'eau et de l'encre, garantissant ainsi que le produit final répond à des normes de qualité strictes.

Besoins de l'industrie

L'industrie papetière est confrontée à des exigences diverses et évolutives sur les marchés mondiaux. Chaque région et chaque segment exige des agents de collage de surface présentant des performances spécifiques :

• Asie-Pacifique:Se concentre sur les agents à base d'amidon et synthétiques rentables pour la production d'emballages à grande vitesse.

• Amérique du Nord:Priorité à la résistance à l'humidité pour les qualités recyclées, en particulier dans le commerce électronique et les emballages alimentaires, avec un accent sur les solutions biosourcées.

• Europe: Équilibre les emballages légers et les papiers graphiques, avec des réglementations favorisant une plus grande résistance à l'eau dans les produits à usage unique.

• Amérique Latine: Nécessite une résistance à l'humidité pour les emballages d'exportation et une douceur pour les papiers de soie.

• Japon et Corée du Sud:Exige un contrôle précis de la porosité et de la stabilité thermique, avec des normes de sécurité strictes pour les emballages alimentaires.

• Réglementations environementales:Les mandats mondiaux limitent les COV et les produits chimiques persistants, encourageant l’utilisation de produits chimiques biodégradables et à faible impact.

Secteur d'activité	Besoins clés
Emballage et carton	Résistance à l'eau et à l'abrasion, durabilité
Impression et rédaction	Imprimabilité, compatibilité avec les fibres recyclées
Papiers et tissus spéciaux	Haute pureté, biodégradabilité
Conformité réglementaire	Sécurité environnementale, formulations à faible teneur en COV
Processus de fabrication	Qualité constante, production à grand volume
Chaîne d'approvisionnement et coûts	Équilibre coût-performance, adoption d'agents hybrides

Demandes des utilisateurs finaux

Les utilisateurs finaux sont à l'origine de l'amélioration continue des agents de collage de surface grâce à leurs attentes en matière de performance et de durabilité du papier. Ils recherchent :

• Imprimabilité et vivacité des couleurs améliorées pour les magazines, les livres et les emballages.

• Résistance supérieure à l'eau et à la graisse, en particulier pour les matériaux d'emballage et d'expédition des aliments.

• Résistance mécanique accrue pour éviter les déchirures et les pliages lors de l'utilisation.

• Respect des normes environnementales, privilégiant les agents biosourcés et éco-responsables.

• Propriétés fonctionnelles telles que les barrières contre l'humidité et la graisse pour des applications spécialisées.

• Des solutions rentables qui réduisent les déchets et la consommation d’énergie.

• Des formules sur mesure adaptées aux matières premières locales et aux besoins de production.

L’essor du commerce électronique et la demande d’emballages durables ont amplifié le besoin de agents de collage de surface avancésLes fabricants doivent s’adapter rapidement pour répondre à ces exigences en constante évolution, en veillant à ce que les produits en papier restent fiables, sûrs et respectueux de l’environnement.

Agents de collage de surface

Définition

Agents de collage de surface Les agents de collage sont des produits chimiques spéciaux appliqués à la surface du papier après la formation de la feuille, mais avant son séchage complet. Ces agents modifient les propriétés de surface du papier, le rendant plus résistant, moins poreux et plus résistant à la pénétration de l'eau et de l'encre. Les fabricants utilisent souvent des composés à base d'amidon, des polymères synthétiques ou des mélanges des deux. L'objectif principal est d'améliorer les performances du papier pour l'impression, l'emballage et les applications spécialisées. Les agents de collage de surface aident le papier à respecter les normes industrielles en matière de résistance, d'imprimabilité et de durabilité.

Comment fonctionnent-ils

Les agents de collage de surface interagissent avec les fibres du papier par plusieurs mécanismes :

• Ils former un film mince sur la surface du papier, augmentant la résistance et la rigidité de la surface.

• Ce film réduit la porosité de surface, ce qui diminue l’absorption d’eau.

• Les nanoparticules polymères hydrophobes, souvent avec un noyau en styrène-acrylate, se combinent avec de l'amidon ou des polymères synthétiques dans le mélange d'encollage.

• Le processus implique une adsorption physique et une formation de film sur la surface de la fibre.

• L'efficacité dépend de la charge des particules (cationique, anionique, amphotère), du type et de la concentration d'amidon, de la force ionique et de la température de séchage.

• Particules cationiques offrent généralement une meilleure hydrophobisation que les particules anioniques.

• L'application se fait à l'extrémité sèche de la machine à papier, où le mélange particules-amidon recouvre la surface du papier.

• Ces actions combinées conduisent à une meilleure imprimabilité et à une réduction de l’absorption d’eau.

Conseil : la bonne combinaison d’amidon et de nanoparticules polymères peut améliorer considérablement la qualité d’impression et la résistance à l’eau.

Dimensionnement interne et de surface

Le dimensionnement interne et le dimensionnement de surface diffèrent Tant dans leurs méthodes d'application que dans leurs effets sur les propriétés du papier. L'encollage interne consiste à ajouter des agents tels que l'alkylcétène dimère (AKD), l'anhydride alcénylsuccinique (ASA) ou la colophane directement dans la pâte avant la formation du papier. Cette approche améliore l'hydrophobicité de la matrice fibreuse, affectant ainsi les propriétés volumique du papier. L'encollage interne est essentiel pour améliorer la résistance à l'eau et la rétention d'eau sur toute la feuille.

L'encollage de surface, en revanche, cible l'extérieur du papier. Les fabricants appliquent des produits chimiques tels que des dérivés d'amidon, des émulsions styrène-acrylique ou des traitements exclusifs sur la surface après la formation de la feuille. Cette méthode améliore les propriétés spécifiques de la surface, telles que la résistance, l'adhérence, l'imprimabilité et la porosité. L'encollage de surface permet un contrôle plus précis et une réduction des déchets chimiques. Il est particulièrement utile pour le carton doublure recyclé et les papiers d'impression nécessitant des performances d'encre améliorées.

Les procédés de fabrication diffèrent également. L'encollage interne s'effectue dans la partie humide de la machine à papier, tandis que l'encollage en surface intervient lors d'une étape distincte de couchage ou de pressage encolleur. Modification enzymatique de l'amidon, comme l'utilisation de β-amylase ou de pullulanase, permet d'optimiser davantage les agents d'encollage de surface pour une meilleure résistance et une viscosité plus faible. Cette distinction garantit que chaque méthode répond aux besoins de performance spécifiques de la fabrication moderne du papier.

Avantages sociaux

Imprimabilité

Agents de collage de surface Les agents de surface jouent un rôle crucial dans l'amélioration de l'imprimabilité du papier. Ils modifient la chimie et la structure physique de la surface, ce qui améliore l'interaction de l'encre et la netteté des images. Lorsque les fabricants appliquent ces agents, la surface du papier devient moins absorbante. Ce changement permet à l'encre de rester en surface, ce qui produit des couleurs éclatantes et un texte net.

Rétention d'encre

La rétention d'encre désigne la capacité du papier à empêcher l'encre de pénétrer dans les fibres. Une rétention d'encre élevée garantit des images et des textes imprimés nets et précis. Les papiers traités avec des agents de collage de surface à base de terpolymères avancés présentent valeurs Cobb inférieures, ce qui signifie qu'ils absorbent moins d'eau. Cette amélioration améliore directement la rétention de l'encre et la netteté de l'impression. Mesures d'angle de contact sur ces papiers révèlent une hydrophobicité accrue, confirmant que la surface résiste à la pénétration de l'encre. Les agents de collage synthétiques augmentent également densité optique de l'encre noire supérieure à 2 et une densité optique d'encre jaune supérieure à 0.9, deux qualités considérées comme excellentes pour la qualité d'impression. La gamme de couleurs s'élargit, permettant au papier de reproduire une palette de couleurs plus large. Ces améliorations quantitatives démontrent que les agents de collage améliorent significativement la qualité d'impression en contrôlant la mouillabilité et l'absorption de la surface.

Cueillette réduite

Le crochetage se produit lorsque la surface du papier se soulève ou se déchire lors d'une impression à grande vitesse, provoquant des défauts et des arrêts machine. Les agents de collage renforcent la liaison entre les fibres à la surface, réduisant ainsi le risque de crochetage. Un papier bien collé conserve son intégrité sous les contraintes mécaniques des presses. Cette amélioration se traduit par moins d'interruptions, une productivité accrue et des produits finis de meilleure qualité. Les imprimantes peuvent travailler à des vitesses plus élevées sans compromettre la qualité, essentielle pour les opérations d'impression commerciale.

Résistance à l'eau

La résistance à l'eau est un atout majeur pour de nombreuses applications papier, notamment les emballages et les étiquettes. Les agents de collage de surface créent une barrière protectrice qui repousse l'eau et les autres liquides. Cette barrière contribue à préserver la résistance et l'aspect du papier, même en conditions humides ou mouillées.

Barrière liquide

Les agents de collage de surface forment un film mince sur la surface du papier, qui agit comme une barrière liquide. Copolymères hydrophobes appliqués à la presse encolleuse Augmentent l'angle de contact avec l'eau, rendant la surface plus hydrofuge. Contrairement à l'encollage interne, ces agents ne nécessitent pas de durcissement chimique, ce qui permet de conserver l'effet hydrophobe dans le temps. Ce traitement s'avère particulièrement efficace pour les papiers plus épais, comme le carton ondulé et le carton plat.

Aspect	Explication / Preuve
Mécanisme des agents de collage de surface	Les molécules amphiphiles s'alignent avec les extrémités hydrophiles tournées vers les fibres et les extrémités hydrophobes tournées vers l'extérieur, formant un film qui réduit la tension superficielle et crée une surface hydrofuge.
Métriques de mesure	La résistance à l'eau est mesurée par la valeur Cobb (absorption d'eau) et l'angle de contact dynamique (comportement mouillant).
Interprétation des métriques	Des valeurs Cobb plus faibles signifient une absorption d'eau moindre et une meilleure résistance. Des angles de contact plus élevés (> 90°) indiquent une meilleure déperlance.
Preuve expérimentale	Le papier ondulé dimensionné montre un La valeur Cobb chute de 127 g/m² à 22 g/m²Les angles de contact restent élevés (par exemple, 126.6° à 120 s), ce qui indique une imperméabilité durable. Les papiers non collés présentent des angles plus faibles et une meilleure diffusion de l'eau.

Résistance au mouillage

La résistance au mouillage décrit la capacité du papier à résister à la diffusion de l'eau ou d'autres liquides sur sa surface. Les agents de collage augmentent l'angle de contact des gouttelettes d'eau, ce qui permet à l'eau de perler au lieu de s'imprégner. Cette propriété est essentielle pour les emballages, les films alimentaires et les étiquettes qui doivent résister à l'humidité. Les papiers à haute résistance au mouillage conservent leur aspect et leurs performances, même dans des environnements difficiles.

Remarque : la résistance élevée au mouillage protège non seulement le papier, mais préserve également la qualité d'impression en empêchant les bavures et les taches d'encre.

Durabilité

La durabilité garantit que les produits en papier résistent à la manipulation, au pliage et aux contraintes mécaniques sans perdre leur intégrité. Les agents d'encollage de surface améliorent la durabilité en renforçant le réseau de fibres et en améliorant la résistance de surface.

Résistance superficielle

La résistance superficielle désigne la capacité du papier à résister à l'abrasion, aux éraflures et aux dommages superficiels. Lorsque les fabricants utilisent de l'alcool polyvinylique (PVA) combiné à du polyuréthane bloqué à base aqueuse (TBPU) comme agents de collage de surface, ils créent un réseau polymère hautement réticuléCe réseau forme de fortes liaisons covalentes et hydrogène avec les fibres du papier, comblant ainsi les espaces vides et réduisant la porosité. La surface du papier devient ainsi plus lisse et plus résistante à l'usure mécanique. Cette résistance accrue favorise également une meilleure adhérence de l'encre, essentielle à une impression de haute qualité.

Résistance à la déchirure et au pliage

La résistance à la déchirure et au pliage est essentielle pour les emballages, les livres et autres produits soumis à des manipulations fréquentes. Le système d'encollage composite TBPU/PVA augmente la résistance à la déchirure et au pliage. indice de traction à sec de 55 % Comparé au papier non traité, la résistance au pliage est considérablement améliorée, atteignant environ 4453 XNUMX secondes lors des tests en laboratoire. Le réseau dense et interpénétrant formé par ces agents renforce la structure du papier, le rendant moins susceptible de se déchirer ou de se casser à l'usage. Les polyuréthanes apportent souplesse et résistance à l'abrasion, garantissant ainsi la solidité du papier sans le rendre cassant. Cette combinaison de propriétés prolonge la durée de vie des produits en papier et réduit les déchets.

Propriétés optiques

Les propriétés optiques du papier jouent un rôle crucial dans son attrait visuel et sa fonctionnalité. Une luminosité et une blancheur élevées mettent en valeur les images et les textes imprimés, un atout essentiel pour les papiers d'emballage, d'édition et de spécialité. Les fabricants accordent une grande importance à ces propriétés pour répondre aux normes de l'industrie et aux attentes des clients.

Luminosité

La luminosité mesure la quantité de lumière bleue réfléchie par la surface du papier. Une luminosité élevée garantit des couleurs imprimées éclatantes et fidèles à leur motif d'origine. Les revêtements contenant du carbonate de calcium broyé (GCC) et de l'amidon améliorent considérablement la luminosité. Le GCC agit comme un minéral de charge, diffusant la lumière et créant une surface plus réfléchissante. L'amidon lie les particules de charge, ce qui permet une répartition uniforme sur le papier. Cette combinaison améliore la capacité du papier à réfléchir la lumière, lui conférant ainsi un aspect plus brillant.

Des mesures spectrophotométriques, conformes à la norme ISO 2470-1, confirment ces améliorations. Par exemple, une suspension de revêtement contenant 15 % de GCC et 10 % d'amidon, ainsi qu'un dispersant, a permis d'augmenter la blancheur de 6.8 %. Cette amélioration mesurable démontre l'efficacité des charges et liants minéraux pour améliorer les performances optiques. Les fabricants s'appuient sur ces résultats pour garantir que leurs produits répondent aux exigences d'une impression et d'un emballage de haute qualité.

Remarque : La luminosité n’est pas seulement une question d’apparence. Elle influence également la lisibilité et la perception globale de la qualité des documents imprimés.

blancheur

La blancheur désigne la capacité du papier à réfléchir uniformément toutes les longueurs d'onde de la lumière visible, lui conférant un aspect neutre et net. Une blancheur élevée garantit la précision des couleurs imprimées et prévient les variations de couleur indésirables. L'utilisation de GCC dans les revêtements de surface crée une couche blanche et opaque qui rehausse l'attrait visuel du papier. L'amidon, en tant que liant, favorise la rétention de ces charges minérales, bien qu'il puisse légèrement accentuer le jaunissement s'il n'est pas correctement équilibré.

Les dispersants jouent un rôle essentiel en assurant une suspension homogène des produits de couchage. Cette répartition uniforme assure une blancheur uniforme sur toute la surface du papier. Selon la norme ISO 11475, les papiers traités avec des couchages optimisés atteignent les niveaux de blancheur les plus élevés. Ces améliorations sont particulièrement importantes pour les papiers graphiques, les magazines et les emballages qui exigent un aspect haut de gamme.

Propriété optique	Méthode d'amélioration	Norme de mesure	Exemple d'amélioration
Luminosité	GCC + amidon + dispersant	ISO-2470 1	+6.8% de luminosité avec un mélange optimisé
blancheur	GCC + amidon + dispersant	ISO 11475	Blancheur la plus élevée atteinte

Les fabricants continuent d’affiner leurs formulations pour équilibrer la luminosité et la blancheur, garantissant que les produits en papier répondent à la fois aux exigences esthétiques et fonctionnelles.

Types

À base d'amidon

À base d'amidon Les agents de collage de surface dominent le marché mondial de la fabrication du papier. Les fabricants privilégient ces agents pour leur origine naturelle, leur caractère écologique et leur rentabilité. L'amidon et ses dérivés, tels que la carboxyméthylcellulose et l'hydroxyéthylcellulose, améliorer l'imprimabilité, la résistance et la stabilité dimensionnelle du papierCes agents fonctionnent mieux dans les formulations de papier acides et restent le premier choix dans des régions comme l’Asie-Pacifique, où les industries du papier et du textile continuent de se développer rapidement.

Cependant, la nature hydrophile de l'amidon présente des difficultés. Mélangé à des polymères synthétiques hydrophobes, l'amidon présente souvent des propriétés hydrophobes. mauvaise compatibilitéCette incompatibilité entraîne une faible adhérence et une réduction de la résistance à la traction du papier final. L'amidon natif est également sensible à l'eau, ce qui limite son utilisation dans les applications nécessitant une résistance élevée à l'eau. Des modifications de l'amidon ou l'ajout de polymères compatibles peuvent résoudre certains de ces problèmes, mais des améliorations restent nécessaires.

Conseil: Les agents à base d'amidon offrent une solution durable pour de nombreuses qualités de papier, mais leurs performances peuvent nécessiter une amélioration pour des emballages exigeants ou des applications spécialisées.

Type d'agent d'encollage	Exemples	Prévalence et croissance du marché	Part de marché régional
Agents de collage naturels	Amidon, dérivés d'amidon, carboxyméthylcellulose, méthylcellulose, hydroxyéthylcellulose, chitosane, composés acryloyles	Segment dominant en raison de propriétés respectueuses de l'environnement ; leader du marché avec une CAGR de 5.4%	Largement utilisé dans le monde entier, en particulier dans la région Asie-Pacifique en raison de l'expansion des industries du papier et du textile

Polymérique

Les agents d'encollage de surface polymères comprennent des composés synthétiques tels que les alcools polyvinyliques, les polyacrylates et les polyesters modifiés. Ces agents possèdent propriétés amphiphiles, avec des extrémités hydrophiles qui adhèrent aux fibres du papier et des extrémités hydrophobes tournées vers l'extérieur. Cet arrangement moléculaire forme un film lisse et hydrofuge à la surface du papier. Par conséquent, les agents polymères améliorent considérablement la résistance de la surface, l'imprimabilité et la résistance à l'eau.

Copolymères d'acrylate, par exemple, améliorent la durabilité des papiers couchés et non couchés. Les agents polymères augmentent également la résistance à l'écrasement des anneaux dans les emballages en carton ondulé, ce qui les rend idéaux pour les applications haute performance. Leur compatibilité avec une large gamme de pigments et leur capacité à réticuler avec l'amidon permettent un dosage réduit et une efficacité accrue.

Propriété/caractéristique	Description
Formation cinématographique	Forme des films résistants sur les surfaces en papier, améliorant ainsi la durabilité
Résistance à l'eau	Améliore la déperlance et la résistance à l'humidité
Résistance superficielle	Augmente la résistance de la surface, réduisant ainsi les déchirures et les cassures
Imprimabilité	Améliore la fluidité et la qualité d'impression
La réticulation	Améliore la force de réticulation avec l'amidon, réduisant ainsi le dosage nécessaire
Résistance de l'emballage	Augmente la résistance à l'écrasement des anneaux dans les emballages en carton ondulé
Nature amphiphile	Crée une finition lisse et hydrofuge
Portée de l'application	Utilisé dans les livres, les magazines, les emballages, l'écriture et les papiers d'impression

Les agents d'encollage polymères restent essentiels à la production de produits en papier de haute qualité, durables et résistants à l'eau. Leur utilisation continue de croître, notamment dans les régions où les exigences de performance et de durabilité sont strictes.

Anionique

Les agents d'encollage de surface anioniques se distinguent des autres types d'agents par leurs performances et leur application. Ils réagissent positivement à la présence de sels comme le chlorure de sodium ou le chlorure de calcium. L'ajout de sel réduit l'absorption d'eau en filtrant les charges et en améliorant la rétention des particules à la surface du papier. Cet effet renforce l'hydrophobisation, rendant le papier plus résistant à l'eau.

Les agents anioniques nécessitent généralement des dosages plus élevés que les agents cationiques et présentent une plus grande sensibilité à la qualité du papier. Les papiers fins, par exemple, nécessitent une plus grande quantité d'agent d'encollage anionique pour obtenir l'effet souhaité. Cependant, des modifications chimiques, telles que l'ajout de composés organosiliciés, peuvent améliorer leurs performances. Les agents anioniques modifiés augmentent la résistance à l'eau, la brillance de surface et la résistance mécanique. Les papiers traités avec ces agents présentent des performances supérieures. angles de contact plus élevés et valeurs de Cobb plus faibles, indiquant une imperméabilité supérieure aux liquides.

Aspect	Agents de collage de surface anioniques	Agents de collage de surface cationiques
Effet du sel	Le sel améliore l'hydrophobisation et la rétention des particules	Le sel augmente l'absorption d'eau et réduit l'efficacité
Performances de dimensionnement de surface	Plus faible, nécessite un dosage plus élevé, sensible à la qualité du papier	Supérieur, moins sensible au type de papier
Sensibilité au type de papier	Haute	Faible
Mécanisme	Le filtrage de charge par le sel améliore la rétention	La floculation par le sel réduit l'efficacité
Force mécanique	Amélioré par modification chimique	Non spécifié

Les agents d'encollage de surface anioniques offrent des résultats prometteurs lorsqu'ils sont correctement formulés, en particulier pour les applications exigeant une résistance à l'eau élevée et un renforcement mécanique.

Comparaison

Le choix du bon agent d'encollage de surface dépend des propriétés souhaitées du papier, des exigences de production et des applications finales. Chaque type d'agent – à base d'amidon, polymère et anionique – présente des avantages et des limites spécifiques.

Type d'agent de dimensionnement	Points forts	Points faibles	Meilleurs cas d'utilisation
À base d'amidon	Renouvelable, rentable, bonne imprimabilité	Résistance à l'eau limitée, problèmes de compatibilité avec les polymères hydrophobes	Impression générale, emballage écologique
Polymérique	Résistance à l'eau supérieure, haute durabilité, personnalisable	Coût plus élevé, origine synthétique	Emballages haute performance, papiers spéciaux
Anionique	Hydrofugation améliorée avec du sel, résistance mécanique améliorée avec modification	Dosage plus élevé nécessaire, sensible à la qualité du papier	Papiers spéciaux, applications nécessitant une résistance élevée aux liquides

Les chercheurs ont comparé ces agents dans diverses études. Par exemple, le mélange d'amidon oxydé et d'alcool polyvinylique (APV) améliore les propriétés mécaniques et de surface. Cette combinaison augmente longueur de rupture et indice d'éclatement, tout en améliorant la brillance et en réduisant la perméabilité à l'air. La capacité filmogène du PVA réduit la porosité et renforce la surface du papier, rendant le mélange plus efficace que l'amidon oxydé seul.

Une autre étude a comparé un agent d'encollage conventionnel à base de polyDADMAC avec une alternative écologique à base d'amidon cationisé. L'amidon cationisé produit des impressions plus nettes et une densité d'encre plus élevée en limitant la pénétration de l'encre. Cependant, cela a également entraîné des temps de prise plus longs et des marbrures, notamment avec l'encre cyan. Ces inconvénients peuvent limiter son utilisation dans les environnements industriels dynamiques. L'étude a également examiné les préoccupations concernant l'impact du polyDADMAC sur la recyclabilité, mais n'a constaté aucun effet négatif.

La chimie de surface joue un rôle crucial dans la qualité d'impression. Des recherches montrent que mélanges d'amidon cationique et de copolymères de styrène Ils permettent d'adapter l'énergie de surface du papier, ce qui affecte directement les performances d'impression jet d'encre. En ajustant le ratio de ces polymères, les fabricants peuvent optimiser l'angle de contact et la structure de surface, ce qui améliore la tenue de l'encre et la netteté des images.

La composition du revêtement est également importante. Les papiers couchés avec les pigments de silice présentent un mouillage amélioré de l'encre, une gamme de couleurs plus large et des impressions plus nettes. L'alcool polyvinylique améliore la palette chromatique, mais peut réduire la netteté de l'impression par rapport à l'amidon cationique. Ces résultats soulignent l'importance d'adapter l'agent d'encollage et la formulation du revêtement aux besoins spécifiques du type de papier et du procédé d'impression.

Conseil : Les fabricants utilisent souvent des mélanges d'agents naturels et synthétiques pour équilibrer coût, performance et durabilité. La bonne combinaison peut offrir une qualité d'impression supérieure, une durabilité et un respect de l'environnement.

Candidature

Presse de taille

La presse encolleuse est la méthode la plus utilisée pour appliquer agents de collage de surface Dans la fabrication moderne du papier, cet équipement applique une fine couche uniforme de solution d'encollage sur les deux faces de la feuille de papier après la formation, mais avant le séchage final. Ce procédé améliore la résistance de surface, la résistance à l'eau et l'imprimabilité. Les fabricants choisissent souvent la presse encolleuse pour ses résultats homogènes et son adaptation à différentes qualités de papier.

Presse cinématographique

La presse à film représente une avancée technologique majeure dans le domaine des presses encolleuses. Elle utilise des rouleaux doseurs pour appliquer un film contrôlé et uniforme. agent d'encollage sur la surface du papier. Cette méthode permet un ajustement précis des doses d'application, ce qui permet un meilleur contrôle des propriétés du papier. La presse à film réduit les problèmes opérationnels tels que les défauts de bord de feuille et les profils irréguliersElle minimise également les besoins de séchage et les casses de feuilles, ce qui se traduit par une efficacité accrue et une production stable. Les presses à film modernes, comme l'IntelliSizer et l'OptiSizer Curtain, peuvent fonctionnent à des vitesses allant jusqu'à 1700 mètres par minuteCes systèmes conservent une certaine flexibilité pour répondre aux différentes exigences des produits et fournissent systématiquement du papier de haute qualité avec une résistance de surface et une résistance à l'eau améliorées.

Presse d'étang

La presse à bassin, une presse encolleuse traditionnelle, crée un bassin de solution d'encollage entre deux rouleaux. Le papier traverse ce bassin et absorbe l'agent d'encollage. Malgré son efficacité, la presse à bassin peut souffrir de turbulences et d'un mauvais contrôle de la prise. Ces problèmes peuvent entraîner une application inégale et des besoins de séchage accrus. Malgré ces difficultés, la presse à bassin reste utilisée pour certaines qualités nécessitant une forte pénétration. Cependant, de nombreuses usines privilégient désormais les presses à film pour leur contrôle et leur efficacité supérieurs.

Méthodes de revêtement

Les agents d'encollage de surface peuvent également être appliqués selon diverses méthodes d'enduction, notamment l'enduction à la lame, l'enduction à la tige et l'enduction au rideau. Chaque méthode offre des avantages uniques :

• Revêtement de lame utilise une lame flexible pour répartir l'agent de collage uniformément sur la surface du papier, produisant une finition lisse.

• Revêtement de tige utilise une tige enroulée pour doser la solution de dimensionnement, permettant un contrôle précis de l'épaisseur.

• Revêtement rideau crée un rideau continu d'agent de collage qui tombe sur le papier en mouvement, assurant une couverture uniforme même à des vitesses élevées.

Ces méthodes de couchage permettent aux fabricants d'adapter les propriétés de surface du papier à des utilisations finales spécifiques. Elles permettent également l'utilisation d'agents d'encollage avancés, tels que les polyuréthanes aqueux et les polymères synthétiques, qui améliorent la résistance à l'eau et la résistance mécanique.

Conseil : le choix de la méthode de revêtement appropriée dépend des propriétés souhaitées du papier, de la vitesse de production et de la compatibilité avec différents agents de collage.

Facteurs de processus

Plusieurs facteurs de processus influencent l’efficacité de l’application de l’encollage de surface :

• Viscosité de la solution d'encollage affecte la pénétration et la formation du film.

• Température et vitesse de séchage impact sur la résistance de la surface finale et la résistance à l'eau.

• Vitesse et tension du papier déterminer l'uniformité de l'application.

• Type d'agent d'encollage (amidon, PVA, chitosane ou polymères synthétiques) influence l'équilibre entre les propriétés hydrophiles et hydrophobes.

Les opérateurs doivent surveiller et ajuster ces facteurs pour obtenir des résultats optimaux. Les systèmes de contrôle avancés des presses encolleuses et des machines de couchage modernes contribuent à maintenir la régularité et la qualité. En comprenant et en gérant ces variables, les fabricants produisent du papier répondant aux normes industrielles les plus strictes en matière de résistance, d'imprimabilité et de durabilité.

Environnement

Options écologiques

Agents d'encollage de surface respectueux de l'environnement sont devenus un enjeu majeur de l'industrie papetière. Les fabricants privilégient désormais les matières naturelles telles que la colophane de tall oil, la colophane de bois, les agents à base d'amidon et les dérivés de la cellulose comme l'hydroxyéthylcellulose. Ces agents offrent d'excellentes performances tout en réduisant l'impact environnemental. Le marché de ces solutions durables continue de croître, porté par la demande des consommateurs et les pressions réglementaires.

Aspect	DÉTAILS
Agents d'encollage de surface écologiques	Colophane de tall oil, colophane de bois, agents à base d'amidon, dérivés de la cellulose (par exemple, hydroxyéthylcellulose)
Taille du marché (2025)	Environ 4 milliards USD
Taille du marché (projection 2030)	Plus de 5 milliards de dollars
Moteurs de croissance du marché	Tendances en matière de durabilité, pressions réglementaires, demande d'emballages et de produits en papier durables
Agents de type émulsion	Croissance rapide en raison de son attrait écologique
Sociétés clés	BASF SE, Dow Inc., Evonik Industries AG, Arkema SA, Solvay SA, Eastman Chemical Company, Ashland Global Holdings Inc., Kemira Oyj, Sika AG, Clariant AG

Les agents de type émulsion représentent désormais 45 % du marché total, ce qui témoigne de leur croissance rapide et de leur réputation écologique. Le chiffre d'affaires mondial a atteint 3.5 milliards USD En 2024, le chiffre d'affaires devrait atteindre 5.2 milliards de dollars d'ici 2033, avec un taux de croissance annuel composé de 5.1 %. Les tendances de consommation révèlent également que 74 % des acheteurs sont prêts à payer plus pour des emballages durables, soulignant l'importance de la chimie verte dans la fabrication du papier.

Règlementations

Les cadres réglementaires régissent le développement et l'adoption des agents d'encollage de surface dans le monde entier. L'Union européenne applique la Accord vert de l'UE et les restrictions chimiques REACH, qui exigent des composés organiques volatils (COV) faibles et des produits recyclables. Ces règles ont accru l'utilisation d'additifs aqueux et biosourcés, alors même que les coûts de production augmentent de 12 à 18 %. En Chine, la politique du double carbone et des objectifs de recyclage stricts favorisent l'adoption d'additifs nano-cellulosiques et d'initiatives en matière d'emballages écologiques. En Amérique du Nord, la Proposition 65 de la Californie et les normes Tier IV de l'EPA incitent les entreprises à reformuler leurs produits et à investir dans des additifs compatibles avec le papier recyclé.

Région	Initiative de développement durable / Réglementation	Impact sur le développement et l'adoption des agents de collage de surface	Exemples / Résultats
Union européenne	Pacte vert de l'UE, restrictions chimiques REACH	Oblige des produits à faible teneur en COV et recyclables ; encourage le passage à des exhausteurs à base d'eau et biosourcés ; augmente les coûts de production	Les dérivés d'amidon et de lignine biosourcés représentent 38 % du marché de l'UE ; des primes de prix sont acceptées en Allemagne et en Scandinavie
La Chine	Politique du double carbone, objectifs de recyclage	Stimule la demande d'agents améliorant la résistance des fibres recyclées ; croissance rapide de la production de nanocellulose	Adoption d'additifs à base de nanocellulose ; initiatives gouvernementales en matière d'emballages écologiques
Amérique du Nord	Proposition 65 de Californie, normes EPA Tier IV	Nécessite une reformulation pour respecter des seuils de toxicité plus stricts ; investissement important en R&D dans des activateurs compatibles avec le papier recyclé	Utilisation accrue d'AKD et d'agents biosourcés ; taux d'utilisation du papier recyclé de 68 %

Durabilité

Les initiatives en matière de développement durable influencent désormais chaque étape du développement des agents d'encollage de surface. Des entreprises leaders comme BASF SE et Kemira Oyj investissent dans les chimies biosourcées et polymères pour répondre aux exigences du marché et de la réglementation. La plateforme HydroSize de BASF améliore la résistance et l'imperméabilité du papier tout en réduisant son impact environnemental. La gamme FennoStrength de Kemira utilise des dérivés d'amidon et de lignine pour améliorer le lissé de surface et réduire la demande chimique en oxygène des eaux usées. Leurs projets de recherche et développement incluent des traitements assistés par enzymes qui réduisent la consommation d'énergie.

• Les Association américaine des forêts et du papier signale une demande croissante de produits en papier vert, ce qui alimente les investissements dans les produits chimiques durables.

• Le segment des agents d'encollage naturels, en particulier les produits à base d'amidon et de cellulose, devrait connaître la croissance la plus rapide en raison du soutien réglementaire et des préférences des consommateurs.

• L'Asie-Pacifique est en tête du marché, avec des initiatives gouvernementales telles que l'Initiative chinoise pour les emballages verts qui promeut les agents d'encollage biosourcés.

• L'EPA d'Amérique du Nord encourage l'adoption de produits biosourcés et Agents de dimensionnement AKD, soutenant l’innovation et l’expansion du marché.

Les efforts en matière de développement durable portent également sur l'efficacité énergétique. En Afrique, les politiques de taxe carbone encouragent l'utilisation d'agents d'encollage enzymatiques, qui peuvent réduire la consommation d'énergie jusqu'à 20 %. Cependant, le manque d'infrastructures dans les marchés émergents freine leur adoption. Alors que le développement durable devient une priorité mondiale, l'industrie papetière continue d'innover, garantissant que les agents d'encollage contribuent à la fois aux objectifs environnementaux et à la production de papier haute performance.

Défis

Problèmes d'application

Les agents de collage de surface présentent plusieurs défis d’application dans fabrication moderne du papierLes opérateurs doivent résoudre ces problèmes pour garantir une qualité de papier constante et une efficacité de production.

Défauts de revêtement

Des défauts de revêtement apparaissent fréquemment lors de l'application d'agents d'encollage. Ces défauts peuvent inclure : une répartition inégale, des stries ou des taches sur la surface du papier. Plusieurs facteurs contribuent à ces problèmes :

• Dispersion incohérente des agents d'encollage sur la feuille.

• Variabilité de la taille et de la densité des pores du papier, qui affecte la façon dont l'agent pénètre.

• Décomposition prématurée des agents d'encollage avant durcissement approprié.

• Séchage ou durcissement inadéquat, ce qui réduit l'efficacité de la couche d'encollage.

• Interactions avec des minéraux et des additifs, tels que l'alun ou l'amidon cationique, qui peuvent altérer les performances de dimensionnement.

Les opérateurs doivent surveiller attentivement le processus. Ils effectuent souvent des tests mécaniques et d'imprimabilité pour vérifier que le papier conserve une résistance superficielle suffisante pour l'impression ultérieure.

Moussant

La formation de mousse représente un autre problème fréquent lors de l'encollage. Lorsque de l'air est emprisonné dans la solution d'encollage, de la mousse peut se former et perturber le processus d'application. Cela entraîne :

• Mauvaise rétention des agents de collage sur la surface du papier.

• Épaisseur de revêtement irrégulière et défauts de surface.

• Risque accru d’arrêts de machines et de besoins de maintenance.

Les fabricants ajoutent souvent des antimousses ou ajustent les paramètres de traitement pour contrôler la formation de mousse. Cependant, équilibrer ces ajustements sans compromettre la qualité du papier requiert compétence et expérience.

Remarque : Le choix de l'agent d'encollage, du pH et de la température peut influencer les défauts de revêtement et les tendances au moussage. Chaque type d'agent, comme l'ASA, l'AKD ou la colophane, peut réagir différemment selon les conditions.

Coût par rapport aux performances

Les fabricants de papier évaluent constamment le coût des agents d'encollage de surface par rapport à leurs performances. Les agents à base d'amidon offrent un prix abordable et une durabilité accrue, mais peuvent ne pas offrir la résistance à l'eau nécessaire aux applications exigeantes. Les agents synthétiques comme l'AKD et l'ASA offrent une durabilité et une imprimabilité supérieures, mais leur prix est plus élevé. L'efficacité de rétention de ces agents lors de l'application a également une incidence sur les coûts globaux. Si l'agent d'encollage n'adhère pas bien ou se décompose prématurément, les déchets augmentent et les coûts de production augmentent. Trouver le juste équilibre entre coût et performance reste un défi majeur, d'autant plus que la demande du marché évolue vers des produits papetiers de meilleure qualité et plus durables.

Type d'agent de dimensionnement	Prix	Performance	Meilleurs cas d'utilisation
À base d'amidon	Faible	Modérée	Impression générale, respectueuse de l'environnement
Synthétique (AKD/ASA)	Haute	Haute	Emballages, papiers spéciaux

Innovations

Ces dernières années ont été marquées par d'importantes innovations dans le domaine des agents d'encollage de surface. L'industrie est passée des matériaux traditionnels comme l'amidon et la colophane à des agents synthétiques avancés comme l'AKD et l'ASA. Ces nouveaux agents offrent une résistance à l'eau, une durabilité et une imprimabilité améliorées. Les fabricants privilégient désormais les agents d'encollage écologiques, biodégradables et renouvelables, favorisant le recyclage et réduisant l'impact environnemental. Par exemple, un agent bicomposant hydrosoluble à base de dérivés de la lignine (lignosulfonate de sodium et acide polyamique) a vu le jour. Cet agent biosourcé améliore l'adhérence entre les fibres et les polymères. augmentant la résistance à la flexion et au cisaillement interlaminaire de près de 30 %Les stratégies hybrides intégrant des nanoparticules sont également prometteuses pour améliorer encore les propriétés mécaniques, même si le contrôle de la dispersion des nanoparticules reste un obstacle technique. Ces innovations améliorent non seulement la qualité du papier, mais contribuent également à réduire les déchets et à favoriser une fabrication rentable et durable.

Conseil : les agents d'encollage durables sont non seulement bénéfiques pour l'environnement, mais améliorent également l'efficacité de la production et les performances du papier, ce qui en fait un investissement intelligent pour l'avenir de la fabrication du papier.

Les agents de collage de surface demeurent essentiels à la production de papier de haute qualité, durable et pérenne. Des études récentes montrent que agents biodégradables comme le CMC améliorer la résistance du papier, l’imprimabilité et les performances environnementales.

• Les fabricants se concentrent désormais sur des solutions biosourcées et spécifiques aux applications.

• Plus de 180 nouveaux produits lancés en 2023 mettre en valeur la chimie verte et une liaison améliorée.

• Les dispersions AKD à eau froide et la technologie de nanodimensionnement réduisent la consommation d'énergie et améliorent les propriétés de barrière.

1. Ces innovations soutiennent le passage à emballage durable et répondre à des réglementations strictes.

2. Le marché devrait atteindre 5.2 milliards USD par 2033, motivée par la demande de produits en papier respectueux de l'environnement.

QFP

Quelle est la fonction principale d’un agent de collage de surface dans la fabrication du papier ?

Agents de collage de surface Améliorent la résistance de la surface du papier, son imprimabilité et sa résistance à l'eau. Ils forment une couche protectrice sur le papier, qui maintient l'encre en surface et empêche la pénétration des liquides.

En quoi les agents d’encollage de surface diffèrent-ils des agents d’encollage internes ?

Les agents d'encollage de surface s'appliquent à l'extérieur du papier après la formation de la feuille. Les agents d'encollage internes se mélangent à la pâte avant la formation de la feuille. L'encollage de surface affecte principalement l'imprimabilité et la résistance à l'eau en surface, tandis que l'encollage interne affecte l'ensemble de la feuille.

Les agents de collage de surface sont-ils sans danger pour les emballages alimentaires ?

La plupart des agents de collage de surface modernes répondent aux normes de sécurité alimentaire. Les fabricants utilisent des agents de qualité alimentaire ou biosourcés pour les emballages alimentaires. Vérifiez toujours la conformité aux réglementations et certifications locales.

Les agents de collage de surface peuvent-ils améliorer la qualité du papier recyclé ?

Oui. Les agents de collage de surface améliorent la liaison des fibres et la résistance de surface des papiers recyclés. Ils contribuent à réduire la formation de poussière et à améliorer la qualité d'impression, rendant le papier recyclé plus adapté aux applications exigeantes.

Quels sont les agents d’encollage de surface les plus écologiques ?

Les agents à base d'amidon et dérivés de cellulose offrent les meilleurs profils écologiques. Ces agents sont issus de ressources renouvelables et se biodégradent facilement. De nombreux fabricants privilégient désormais ces options pour atteindre leurs objectifs de développement durable.

Comment les fabricants mesurent-ils l’efficacité du dimensionnement de surface ?

Les fabricants utilisent des tests tels que Cobb, Stöckigt et des mesures d'angle de contact. Ces tests évaluent l'absorption d'eau, la pénétration de l'encre et l'hydrophobie de surface. Les résultats permettent de garantir que le papier est conforme aux normes industrielles.

Les agents de collage de surface affectent-ils la recyclabilité du papier ?

La plupart des agents d'encollage de surface ne compromettent pas la recyclabilité. Les agents biosourcés et hydrosolubles favorisent le recyclage. Les agents synthétiques peuvent nécessiter une manipulation particulière, mais les formulations modernes visent à minimiser l'impact environnemental.

Conseil : Consultez toujours les fiches techniques pour connaître les informations sur la recyclabilité et l'environnement.

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