Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel
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Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel. José María Carbajo Laboratorio de Celulosa y Papel CIFOR-INIA [email protected] Fibras: (componente mayoritario). En la fabricación del papel. Materias primas no fibrosas. Materias primas no fibrosas. Aditivos.

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Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel

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Presentation Transcript


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel

José María Carbajo

Laboratorio de Celulosa y Papel

CIFOR-INIA

[email protected]


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

Fibras: (componente mayoritario)

En la fabricación del papel

Materias primas no fibrosas

Materias primas no fibrosas

Aditivos

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

Funcionales

modifican las propiedades del papel

Aditivos

Son importantes en la fabricación, no para el producto final

De proceso

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

Cargas (minerales)

Colorantes y pigmentos

Agentes de resistencia en seco

Aditivos funcionales

Agentes de resistencia en húmedo

Aditivos especiales

Productos de encolado

Productos de estucado

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

Biocidas

Antiespumantes

Dispersantes

Aditivos de proceso

Agentes de drenado

Agentes de retención

Productos anti-pitch

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Cargas

Minerales de pequeño tamaño (en relación a las fibras)

Insolubles en agua

Baja abrasividad

Químicamente inertes

Alta blancura

Bajo precio

Caolín

Carbonato de Calcio

Las mas empleadas

Sulfato de Calcio

Dioxido de Titanio

Talco

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Cargas

Lisura

Blancura

Incrementan

Opacidad

Propiedades de impresión

Abaratan el coste del papel (son mas baratas que las fibras)

Disminuyen resistencia

Dan problemas de desprendimiento de polvo y abrasión

Se usan sobre todo en papeles destinados a la impresión

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Cargas

Fuente: Papermaking Science and Technology

Carbonato cálcico

Caolín

Talco

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Colorantes y Pigmentos

Colorantes: Solubles

Ácidos

Necesitan mordientes

Básicos

Pasta no blanqueada (afinidad por la lignina)

Directos

Afinidad por la celulosa

Pigmentos: insolubles

Blancos

cargas

inorgánicos

Coloreados

orgánicos

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Colorantes y Pigmentos

Fuente: Papermaking Science and Technology

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Agentes de resistencia en seco

Esta cualidad se desarrolla con el refino. En ocasiones interesa desarrollarlo por encima de lo que permite el refino o con un refino menor

Se emplea el almidón tanto en masa como en “size press”. Los almidones suelen ser modificados según el uso concreto

Las sustancias sintéticas mas empleadas son las acrilamidas y poliacrialmidas

También se usan poliamidas, manogalactanos, carboximetilcelulosa

Los agentes de resistencia en húmedo también dan resistencia en seco

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Agentes de resistencia en seco

Aumentan la tracción y el estallido con menos refino

Permiten el uso de fibras de menor calidad o aumentar el porcentaje de cargas

Al refinar menos no se pierde la resistencia al rasgado

Al refinar menos se ahorra energía

Al refinar menos hay menos finos lo que provoca facilidad de drenado (mejora de la formación y aumento de la producción)

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Agentes de resistencia en húmedo

Las fibras son hidrofílicas y las uniones inter-fibra desarrolladas durante el secado se pierden si el papel se humedece

La resistencia en húmedo es importante en papeles que se expondrán a la intemperie y papeles que se usarán en húmedo (tisúes, embalajes, bolsas de te…)

Los productos mas empleados son resinas sintéticas (urea-formaldehído, melamina-formaldehído) que curan con calor (durante el secado del papel) y látex sintéticos.

Un papel se considera resistente en húmedo si conserva al menos el 15% de su resistencia en seco

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Productos de encolado

Encolado: proceso por el cual se hidrofobiza el papel para impedir el mojado

El encolado tradicional se realiza con colas de colofonia a pH 4-5 (encolado ácido)

El encolado con colofonia necesita de alumbre como ligante

Las colas sintéticas mas empleadas son los dímeros de alquil ceteno (AKD) y el anhídrido alquenil succinico (ASA), que se pueden emplear a pH neutro o ligeramente alcalino

El almidón se utiliza como encolante en muchos papeles de impresión

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Productos de encolado

Fuente: Papermaking Science and Technology

Principales ácidos resínicos presentes en la colofonia

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

Al

+

Al

+

Al

+

Al

+

Al

+

Al

+

Fibras celulósicas

ADITIVOS FUNCIONALES

Productos de encolado

Colofonia

Alumbre

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Productos de encolado

Fuente: Papermaking Science and Technology

Hidrófilo

Hidrófobo

NO MOJA

MOJA

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Productos de estucado

Estucado: Recubrimiento de la superficie del papel con una capa de minerales para mejorar sus propiedades superficiales, ópticas y de impresión

Junto al mineral es necesario añadir ligantes para lograr la unión y otros productos de proceso (antiespumantes, espesantes…)

Hay una gran variedad de productos y de modos de aplicar la salsa de estuco en función del producto que se desea obtener

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Productos de estucado

No nos vale cualquier papel.

Importancia del papel soporte

Según el producto final pueden ser papeles muy variados, pero siempre prestando especial atención a sus propiedades superficiales

Carbonato cálcico

Los mismos que se emplean como cargas

Caolín

Minerales

Diferente granulometría (partículas de menor tamaño)

Importancia de blancura y brillo

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Productos de estucado

Se encargan de unir los pigmentos al soporte

Hidratos de carbono

Almidones (modificados)

Naturales

Caseína

Proteicos

Proteína de soja

Ligantes

Gelatina animal

Alcohol polivinilico

Sintéticos

Látex

Carboximetilcelulosa

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Productos de estucado

Dispersantes: para que el pigmento no se agregue

Antiespumantes: capaces de impedir la formación de espumas o que las destruyen una vez formadas

Otros componentes de las salsas de estuco

Blanqueantes ópticos: absorben luz en el ultravioleta y la emiten en el visible

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ADITIVOS FUNCIONALES

Aditivos especiales

Humectantes: Para papeles absorbentes

Suavizantes: Como glicerol, sorbitol, etc. Se suelen aplicar superficialmente

Inifugantes: Retardan/dificultan que el papel arda

ADITIVOS DE PROCESO (específicos)

Favorecedores de refino, para ahorrar energía

Agentes anti-pitch, que pueden fijarlo o dispersarlo

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

TRATAMIENTOS

Aditivo concreto: variedad, casa comercial

Las dosis, tiempos, pHs, modos de aplicación de los aditivos son muy variados pues dependen de

Papel a fabricar y fibras de partida

Maquina de papel

Muchos productos se aplican en la tina de mezcla de la entrada a máquina

Otros se pueden aplicar superficialmente: size press

El estucado se puede realizar en size press o como una operación independiente de la maquina de papel

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ENCOLADO

En masa

Se puede realizar

En superficie

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ENCOLADO

En superficie

En masa

Retención de agente de encolado

Efecto sobre las propiedades superficiales

Efecto sobre las propiedades de resistencia

Energía para eliminar agua

Interferencia con la parte húmeda

Disminución de la opacidad

ENCOLADO DUAL

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ENCOLADO EN SUPERFICIE

Film press (optisizer)

Size press

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ESTUCADO

¿Porqué estucamos?

Después

Antes

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ESTUCADO

Estucado ligero5-10 g/m2 por cara

Estucado sencillo8-16 g/m2 por cara

Estucado doble14-26 g/m2 por cara

Estucado triple24-40 g/m2 por cara

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ESTUCADO

En maquina de papel

Fuera de maquina

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ESTUCADO

En maquina de papel

Fuera de maquina

Afecta a la MP y es afectado por la MP

Roturas del papel

Inversión necesaria

Consumo energético

Facilidad para fijar y modificar parámetros

Mano de obra

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ESTUCADO

Diferentes maneras de controlar la aplicación

Cuchilla

Cuchilla invertida

Rodillo

Varilla

Labio soplador

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

ESTUCADO

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


Tratamientos y aditivos en la fabricaci n del papel

¿Preguntas? ¿Dudas?

MUCHAS GRACIAS

_________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel


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