La calidad del papel depende de algo más que la selección de la fibra, las condiciones de refinación y secado. Los agentes de encolado en la fabricación de papel desempeñan un papel fundamental a la hora de controlar la forma en que la hoja acabada interactúa con el agua, las tintas, los recubrimientos y otros líquidos, lo que los convierte en insumos químicos importantes para los fabricantes
que buscan un rendimiento uniforme.Un programa de dimensionamiento bien diseñado puede mejorar la resistencia a los líquidos sin sacrificar la formación, la resistencia o el rendimiento de impresión. Para los equipos de compras, comprender las diferencias entre el tamaño interno y el de superficie, así como las características de los sistemas basados en colofonia, AKD, ASA y almidón, ayuda
a tomar mejores decisiones de compra y proceso.Qué hacen los agentes de encolado en la fabricación de papel Las fibras de papel atraen agua
de forma natural porque la celulosa contiene grupos hidrófilos. Sin un tratamiento adecuado, los líquidos pueden penetrar rápidamente en la hoja, lo que puede crear problemas durante la impresión, la escritura, el embalaje o
la posterior conversión.El dimensionamiento reduce esta indeseada penetración de líquido al cambiar las características superficiales e internas del papel. El tratamiento ayuda a los fabricantes a lograr un equilibrio controlado entre la resistencia a los líquidos y las demás propiedades requeridas por la aplicación de uso final
.El dimensionamiento puede influir en varias propiedades importantes desde el punto de vista comercial:
Resistencia al agua: la lámina absorbe el agua más lentamente y mantiene una mayor estabilidad dimensional cuando se expone a
la humedad. Rendimiento de impresión: la absorción controlada de líquidos ayuda a que las tintas permanezcan más cerca de la superficie deseada en lugar de extenderse excesivamente por la hoja.
Comportamiento de la superficie: el tamaño adecuado contribuye a una interacción más controlada entre el papel, los recubrimientos y los fluidos de impresión.
Consistencia del proceso: una química de dimensionamiento estable puede ayudar a las fábricas a mantener una calidad repetible en todas las series de producción.
TAPPI identifica la colofonia, el dímero de alquilcetena, el anhídrido alquenil succínico y los aditivos para encolado de superficies entre las principales tecnologías de encolado utilizadas en la fabricación de papel.
Sistemas de dimensionamiento interno y de superficie Los fabricantes de papel generalmente dividen el dimensionamiento en dos grandes categorías: el dimensionamiento
interno y el dimensionamiento superficial. La elección depende de la calidad del papel, del proceso de producción, de la resistencia deseada a los líquidos y de la aplicación
posterior. Elencolado interno introduce el producto químico de encolado en la fibra antes de la formación de la lámina. Este enfoque distribuye el encolado por toda la estructura del papel y puede proporcionar resistencia al agua y a los líquidos acuosos
en toda la hoja.Las tecnologías de dimensionamiento interno más comunes incluyen:
El dimensionamiento con colofonia: un enfoque tradicional que ha respaldado la producción de papel durante décadas. Los sistemas de colofonia pueden funcionar con condiciones químicas y de retención adecuadas y seguir siendo relevantes para calidades y configuraciones de fábrica particulares
. Dímero de alquilcetena (AKD): un compuesto químico sintético de encolado ampliamente utilizado que proporciona propiedades hidrofóbicas y funciona particularmente bien en sistemas de fabricación de papel neutros o alcalinos.
Anhídrido alquenil succínico, o ASA: otro agente de encolado interno sintético que reacciona rápidamente con la celulosa y requiere una preparación, emulsificación y control del proceso cuidadosos.
encolado de superficies aplica el tratamiento después de la formación de la lámina, normalmente mediante una prensa de encolado o un sistema de aplicación relacionado. El almidón y otros materiales tensoactivos pueden mejorar las propiedades de la superficie y, al mismo tiempo, contribuir a la resistencia y al rendimiento
de impresión. Losprincipales agentes de encolado y sus aplicaciones
Losdiferentes agentes de encolado ofrecen diferentes características operativas, por lo que las fábricas los seleccionan de acuerdo con la calidad del papel y las condiciones
del proceso.Encolado a base de colofonia La colofonia
sigue siendo uno de los materiales de encolado más conocidos en la industria del papel. Históricamente, las fábricas utilizaban ampliamente sistemas a base de colofonia para el encolado interno, a menudo junto con sustancias químicas que favorecían la
retención y la deposición de las fibras. Elencolado con colofonia puede resultar atractivo cuando los conocimientos establecidos sobre los equipos y los procesos ya son compatibles con la química. Sin embargo, las fábricas necesitan gestionar factores como el pH, la química del agua, la temperatura y las interacciones entre los aditivos, ya que estas variables pueden influir en el rendimiento del dimensionamiento
. Eldímero de alquilcetena
(AKD) proporciona propiedades hidrofóbicas al interactuar con la celulosa y desarrollar resistencia al agua dentro de la lámina. Se ha convertido en una opción importante para la fabricación de papel neutro y alcalino
.AKD es compatible con calidades en las que es importante controlar la absorción de agua, como los papeles de escritura, impresión y ciertos papeles de embalaje. Las investigaciones de TAPPI también destacan que el rendimiento del AKD puede cambiar en condiciones ambientales, ya que la luz y el oxígeno contribuyen a invertir el tamaño
en determinadas circunstancias. El anhídridoalquenil succínico El anhídrido
alquenil succínico (ASA) ofrece otra vía para el dimensionamiento interno. Sus características de reacción e hidrólisis rápidas hacen
que el control de la preparación y la aplicación sea particularmente importante.Los sistemas ASA a menudo requieren una emulsificación cuidadosa antes de su aplicación. La calidad del agua, la calidad de la emulsión, las condiciones de almacenamiento y las prácticas de alimentación pueden influir en el rendimiento, lo que hace que la disciplina operativa sea importante junto con la selección de los productos químicos
.Almidón y materiales de encolado de superficies
El almidón desempeña múltiples funciones en la fabricación de papel, entre las que se incluyen el tratamiento de superficies y el desarrollo de la resistencia. El dimensionamiento de la superficie puede mejorar la resistencia a la penetración de líquidos y, al mismo tiempo, modificar las características de la superficie que afectan a la impresión
y la conversión. Enel caso de las fábricas, los sistemas basados en almidón pueden proporcionar una forma eficiente de combinar varios objetivos de rendimiento. La formulación precisa depende de la calidad del papel, la configuración de la máquina y el equilibrio deseado entre la resistencia, las propiedades de la superficie y la resistencia a los líquidos
.
Cómo afecta el tamaño a la calidad del papel
El dimensionamiento no funciona como una propiedad aislada. Los cambios en la química del dimensionamiento pueden influir en varias características que los compradores y usuarios intermedios evalúan cuando
compran papel.Uno de los efectos más importantes es la absorción de líquidos. Una penetración excesiva puede provocar que la tinta se difumine, se vea más transparente y defina mal la superficie, mientras que una absorción insuficiente puede interferir con el endurecimiento de la tinta
y su posterior manipulación.El tamaño también interactúa con la resistencia del papel y las características de la superficie. Por lo tanto, una fábrica necesita optimizar la dosificación química en lugar de simplemente maximizar
la hidrofobicidad. Entre lasprincipales consideraciones de calidad se incluyen:
elvalor de Cobb y la absorción de agua: estas mediciones ayudan a indicar la rapidez con la que la lámina absorbe
agua. Capacidad de impresión: la absorción controlada permite obtener imágenes más nítidas y un comportamiento de tinta más uniforme.
Resistencia de la superficie: el programa de dimensionamiento debe complementar los requisitos de las operaciones de impresión y conversión.
Estabilidad dimensional: la reducción de la absorción incontrolada de humedad puede ayudar a limitar los cambios no deseados en las dimensiones de las hojas.
Compatibilidad con el revestimiento: el dimensionamiento debe funcionar con los pigmentos, aglutinantes y otros componentes del revestimiento que se utilicen más adelante en la producción.
El objetivo correcto depende en gran medida del producto final. Un cartón de embalaje, un papel de impresión y un papel especial pueden requerir características de resistencia a los líquidos muy diferentes.
Las condiciones del proceso pueden cambiar el rendimiento del dimensionamiento
La selección de un producto químico adecuado representa solo una parte del control del tamaño. El rendimiento de la lámina final también depende de cómo interactúa el producto químico con las fibras, los rellenos, el agua de proceso y otros aditivos
.Para los gerentes de compras, esto significa que el producto químico más barato por tonelada puede no ofrecer necesariamente el costo total de producción más bajo. Un producto que requiere una dosis más alta, crea emulsiones inestables o funciona mal en las condiciones del agua de una fábrica puede aumentar los costos operativos
.Entre las variables importantes se incluyen las siguientes:
elpH: los cambios en la química de la fabricación de papel pueden influir en la eficiencia del dimensionamiento y en el comportamiento de los diferentes sistemas de
dimensionamiento. Calidad del agua: la dureza, los materiales disueltos y otros componentes del agua de proceso pueden afectar al rendimiento químico.
Contenido de relleno: los rellenos aumentan la superficie disponible y pueden consumir productos químicos de encolado o interferir con ellos.
Retención: una retención deficiente puede reducir la cantidad de material de encolado que permanece asociado a la lámina.
Temperatura: las temperaturas de almacenamiento, preparación y aplicación pueden afectar a la estabilidad química y al procesamiento.
Calidad de la emulsión: esto es particularmente importante para el ASA y otros sistemas de encolado que requieren una dispersión controlada.
Las referencias de TAPPI sobre la fabricación de papel húmedo abordan específicamente el almacenamiento con agentes de encolado, la emulsificación con ASA, la calidad de la emulsión y los efectos de la calidad del agua, lo que demuestra hasta qué punto el rendimiento químico está estrechamente relacionado con las operaciones de la fábrica.
Agentes de encolado en aplicaciones de papel y cartón
Elvalor comercial del encolado se hace más evidente cuando se analiza la amplia gama de productos de papel que requieren una interacción controlada entre los líquidos
.Los papeles para imprimir y escribir necesitan un equilibrio entre la resistencia y la receptividad de la tinta. Una resistencia excesiva al agua puede crear problemas durante la impresión, mientras que un tamaño inadecuado puede hacer que la tinta o los fluidos acuosos penetren demasiado profundamente.
Las calidades de embalaje suelen requerir una mayor protección contra la humedad. El cartón que se usa para cajas de cartón, empaques relacionados con alimentos u otras aplicaciones puede combinar el dimensionamiento con recubrimientos y tecnologías de barrera para lograr
el rendimiento requerido.Los papeles especiales pueden tener requisitos aún más específicos. Los papeles industriales, las etiquetas, los papeles técnicos y las calidades expuestas a determinados líquidos pueden necesitar sistemas de dimensionamiento cuidadosamente seleccionados en lugar de un tratamiento de uso general.
Por lo tanto, para los compradores, la aplicación de uso final debe guiar la especificación. Las adquisiciones deben evitar tratar todos los productos químicos de tamaño como productos intercambiables
.Consideraciones sobre el abastecimiento y la adquisición para las fábricas de papel
Los equipos de compras de productos químicos deben evaluar a los agentes de encolado desde una perspectiva técnica y comercial. Una estrategia de suministro confiable debe tener en cuenta las especificaciones del producto, la compatibilidad con el proceso de la fábrica y la consistencia del suministro
.Antes de aprobar a un proveedor, los equipos de compras deben evaluar:
elcontenido activo y las especificaciones del producto: confirmar que el material cumple con los requisitos técnicos acordados para cada envío
. Compatibilidad de las aplicaciones: compruebe si la química de dimensionamiento se ajusta al acabado, el pH, los rellenos y el programa de acabado húmedo existente de la fábrica.
Requisitos de almacenamiento: revise los requisitos de temperatura, vida útil y manipulación antes de realizar pedidos más grandes.
Fiabilidad del suministro: evalúe la capacidad de producción, los plazos de entrega, las opciones de envío y la capacidad del proveedor para satisfacer la demanda recurrente.
Documentación: solicite la documentación técnica adecuada, la información de seguridad y la información de calidad relacionada con los lotes.
Costo total de entrega: compare el costo del producto químico entregado con los requisitos de dosificación, la manipulación y la eficiencia del proceso.
La consistencia suele ser más importante que una pequeña diferencia en el precio unitario cotizado. La variabilidad entre los lotes puede obligar a las fábricas a ajustar la dosificación o las condiciones de operación, lo que podría afectar a la calidad del papel y a la estabilidad de la producción
.Sostenibilidad y eficiencia en el dimensionamiento
químicoLos fabricantes de papel consideran cada vez más la eficiencia química junto con los requisitos de calidad tradicionales. Reducir el consumo innecesario de productos químicos puede reducir el uso de materiales, minimizar los residuos y fomentar una producción más eficiente
.La optimización del tamaño puede contribuir a este objetivo al adaptar la dosis a los requisitos de rendimiento reales. Aplicar más tamaños de los necesarios no produce automáticamente un mejor papel y puede generar costos adicionales o interferir con otros pasos del proceso
. Lasfábricas pueden mejorar la eficiencia controlando de cerca la calidad del papel y evaluando la relación entre la dosificación, la retención y la resistencia final a los líquidos. Un mejor control puede ayudar a reducir el uso excesivo y, al mismo tiempo, mantener las especificaciones requeridas
.También es importante contar con un sistema más amplio de productos químicos de uso húmedo. Los agentes de encolado interactúan con los agentes de retención, los almidones, los rellenos y otros aditivos, por lo que la optimización funciona mejor cuando las fábricas evalúan todo el proceso en lugar de evaluar un solo
producto químico de forma aislada.Qué deben hacer los equipos de compras al comprar agentes de encolado
Para los comerciantes de productos químicos, los importadores y los compradores de la industria papelera, el dimensionamiento de los productos químicos representa una categoría en la que
el conocimiento técnico puede mejorar directamente las decisiones de compra.Un enfoque práctico de abastecimiento debe comenzar con la calidad del papel y el rendimiento requerido. Luego, los compradores pueden trabajar retrospectivamente para identificar la tecnología de dimensionamiento, el rango de dosificación y las especificaciones del producto adecuados
.Las siguientes prioridades pueden ayudar a estructurar las decisiones de compra:
Defina primero el requisito de uso final. Identifique el objetivo: la resistencia al agua, la capacidad de impresión, la resistencia de la superficie y otras propiedades requeridas por el papel acabado
. Haga coincidir la química con el proceso. Considere si la fábrica funciona en condiciones ácidas, neutras o alcalinas y evalúe la compatibilidad con los rellenos y otros aditivos
. Evalúe la consistencia de los proveedores. Revise las especificaciones técnicas, la consistencia de los lotes y el historial de suministros antes de confiar en una nueva fuente.
Compare la economía entregada. Mire más allá del precio cotizado y evalúe la dosificación, el transporte, el almacenamiento y el rendimiento esperado del proceso.
Mantenga fuentes alternativas. La existencia de varios proveedores calificados puede reducir la exposición a interrupciones inesperadas de la producción, la logística o el suministro regional
Para los comerciantes de productos químicos, esto también brinda la oportunidad de diferenciarse a través del soporte técnico. Los compradores valoran cada vez más a los proveedores que entienden cómo encaja un producto en el proceso de fabricación del papel, en lugar de a los proveedores que se limitan a cotizar el precio de un producto básico
.Conclusión para los compradores de productos químicos para el papel
Losagentes de encolado siguen siendo herramientas esenciales para controlar la interacción del papel con el agua y otros líquidos. Cada uno de los materiales de colofonia, AKD, ASA y encolado de superficies ofrece características diferentes, mientras que las condiciones del proceso determinan la eficacia de los
productos químicos seleccionados.Para los equipos de compras, la estrategia de abastecimiento más sólida combina la calidad del producto, la compatibilidad de las aplicaciones, la confiabilidad del suministro y el costo total. Comprender el papel del tamaño en la calidad del papel permite a los compradores tomar decisiones más informadas y ayuda a los proveedores de productos químicos a posicionar los productos correctos para los requisitos específicos de las fábricas
.Aluminium Sulfate CAS: 7784-31-8
ENLACE FUENTE: https://www.tappi.org/content/PRESS/TOC/0102B051.pdf?
