Le papier a parcouru un long chemin avant de commencer à être fabriqué sous la forme que nous connaissons maintenant. Inventé en Chine, il était dès le début un important support d'information, à l'époque les fibres de soie et de lin étaient utilisées dans sa production.
Processus de fabrication du papier
Le processus de production du papier comprend plusieurs étapes. Dans un premier temps, la fragmentation et la purification de la pulpe ont lieu, qui peuvent être d’origine primaire (bois) ou secondaire (vieux papiers). La principale source de fibres cellulosiques est le bois obtenu dans les scieries sous plusieurs formes, par exemple sous forme de grumes, de copeaux de bois ou de sciure. À l’étape suivante, le matériau fibreux subit un traitement supplémentaire, où il est converti en pâte, qui est ensuite transformé en papier. La production de pâte peut être maintenue par des méthodes mécaniques ou chimiques. Dans le processus de mise en pâte chimique, l’alcali (par exemple, l’hydroxyde de sodium sous forme de lessive ou de soude caustique ) est généralement utilisé pour éliminer la lignine qui lie les fibres. L’utilisation d’antimousses à chaque étape de la production de papier est également cruciale. Les substances anti-mousse sont utilisées dans le processus de fabrication de tous les types de produits en papier. La mousse est créée en mélangeant des gaz avec de la pâte de cellulose et y est retenue en raison de la présence de tensioactifs. Les produits de l’offre du Groupe PCC peuvent être utilisés avec succès pour la mousse produite dans les prochaines étapes de la production de papier. Il s’agit notamment des copolymères séquences EO / PO ( ROKAmer ) et d’une série d’ alcools gras alcoxylés ( ROKAnol LP ). Leur grande efficacité dans la mousse et dans la prévention de sa formation permet une amélioration de l’efficacité des étapes technologiques ultérieures.
Méthodes chimiques de mise en pâte
Les procédés de mise en pâte chimique cohérents principalement dans l’utilisation de divers réactifs chimiques ainsi que de la chaleur pour ramollir la lignine. En conséquence, il est dissous puis raffiné mécaniquement pour séparer les fibres. En pratique, deux procédés de mise en pâte chimique différents sont utilisés. Le premier d’entre eux est le procédé de mise en pâte kraft , également connu sous le nom de procédé au sulfate. À l’heure actuelle, c’est la technologie dominante – environ 80 %de la production mondiale de pâte est traitée selon cette méthode. La mise en pâte kraft est devenue la méthode la plus utilisée utilisée en raison de plusieurs facteurs. Les fibres traitées au sulfate ont une meilleure durabilité par rapport à celles obtenues grâce aux autres technologies disponibles. De plus, il peut être utilisé pour tous les types de bois et le procédé lui-même permet une récupération efficace des matières premières chimiques utilisées. Le procédé kraft consiste à combiner des copeaux de bois avec de la liqueur blanche (c’est une solution aqueuse d’ hydroxyde de sodium et de sulfure de sodium). Dans des conditions de pression et de température élevées, cette solution dissout la lignine, libérant des fibres cellulosiques. Une fois la réaction de digestion terminée, une liqueur noire et une pulpe de cellulose sont obtenues. La liqueur contient des substances organiques dissoutes qui sont récupérées et peuvent être réutilisées dans le processus chimique. La lignine est éliminée de la masse lors du processus de délignification de l’oxygène (en présence d’oxygène et d’hydroxyde de sodium). Le matériau ainsi obtenu est blanchi afin d’obtenir les performances obtenues, telles que la résistance, la brillance et la pureté du produit final. Le deuxième processus de digestion chimique est le processus au sulfite . Il consiste à utiliser une solution aqueuse de dioxyde de soufre en présence d’alcalis (par exemple calcium, magnésium, sodium et ammonium). Les produits obtenus dans ce procédé sont plus légers et plus faciles à blanchir, cependant, ils ont une résistance beaucoup plus faible par rapport à la pâte à sulfate plus fréquemment utilisée. Le procédé au sulfite nécessite également une sélection rigoureuse de la matière première du bois – cette méthode est intolérante, par exemple pour le bois de pin. Le procédé au sulfite par rapport à la pâte kraft est plus efficace, produit moins de gaz désagréables et permet également d’obtenir une pâte très légère, facilement moins vivable. Malheureusement, en raison de la qualité inférieure des fibres, de la consommation d’énergie plus élevée et de la faible récupérabilité des matières premières chimiques utilisées dans le procédé, la technologie au sulfite a été remplacée par le procédé kraft.
Méthodes mécaniques de mise en pâte
La mise en pâte mécanique fournit un rendement très élevé en pâte de bois. Les principaux procédés utilisés à l’échelle industrielle sont le procédé de réduction en pâte de bois de roche (SGW), la réduction de pâte thermomécanique (TMP) et la réduction de pâte chimico-thermomécanique (CTMP).
La pâte de bois de sciage est obtenue dans le processus d’abrasion du bois sur la pierre à la pression atmosphérique. Le bois (dont l’écorce a été précédemment enlevée) est réduit en pâte à papier puis lavé à l’eau. La masse préparée est séchée dans des hydrocyclones, d’où elle est transportée vers le compacteur. Dans l’étape suivante, une masse de bois dense est transportée vers la cuve et l’eau en circulation (filtrat) est recyclée vers l’usine de pâte. Lors de la production de pâte à partir de bois transformé, des substances résineuses sont libérées, qui s’agglomèrent facilement et générent des sédiments sur le broyeur ou les parois internes des pipelines. Ils provoquent souvent une incrémentation de la surface de la pierre, ce qui aggrave ses propriétés abrasives. Afin d’éliminer ces soi-disant «problèmes de résine», divers agents chimiques sont utilisés. L’agent le plus utilisé utilisé à cette fin est les dispersants, qui sont conçus pour disperser les dépôts qui se forment, facilitant leur élimination ultérieure. Les produits des ROKAcet et ROKAfenol sont les agents dispersants dédiés à l’industrie des pâtes et papiers. En plus de leurs capacités de dispersion, ces produits peuvent agir comme agents nettoyants, émulsifiants et agents anti-électrostatiques. Les ROKAfénols sont parfaits pour les processus d’émulsification et d’élimination des taches de la pâte à papier et de la cellulose. Tandis que ROKAcet R40W est un produit avec une propriété adoucissante qui peut être utilisé dans l’industrie textile, cuir et papier. L’amélioration de la méthode SGW est la mise en pâte thermomécanique (TMP). Dans le procédé TMP, les copeaux de bois sont d’abord lavés pour éliminer le sable, les pierres et autres impuretés dures, puis chauffés à la vapeur sous une pression accumulée, puis transformés en pâte dans un broyeur à disques. Dans l’étape suivante, la masse est transportée vers la cuve, où le redressement et le développement de la déformation des fibres ont lieu. Enfin, il est dirigé vers le réservoir de stockage. Afin de réduire la quantité de résines nocives formées dans le processus TMP, des produits chimiques similaires sont utilisés comme dans le processus SGW. La masse ainsi créée est le plus souvent utilisée pour la production de papier journal. Le procédé CTMP combine le procédé TMP avec l’imprégnation chimique des copeaux. Dans la première phase, ils sont lavés et tamisés puis imprégnés. Selon le type de bois, des solutions chimiques utilisées sont utilisées. Le sulfate de sodium est généralement utilisé pour le bois tendre, tandis que les peroxydes alcalins sont généralement sélectionnés pour le bois dur. Une fois le processus d’imprégnation terminé, les copeaux sont chauffés et mélangés avec l’eau, ce qui desserre les liaisons de la lignine et libère les fibres. Le procédé CTMP permet d’obtenir une pâte propre avec une résistance suffisante et des propriétés optiques appropriées. Le CTMP est principalement utilisé pour la production de composants fibreux de pâte à papier, qui peuvent être utilisés pour la production de papiers d’impression et d’hygiène.
Flottation et blanchiment
La prochaine étape du traitement de la pâte est le désencrage combiné à la mécanique des impuretés. Dans la production de papier, le paramètre le plus important est la couleur (la blancheur – dans le cas du papier d’impression). Pour cette raison, le papier recyclé doit être soigneusement nettoyé de l’encre d’impression. La condition de base pour son élimination est la libération de particules de peinture des fibres et leur maintien dans un état dispersé. Les particules d’encre finement divisées sont ensuite séparées de la suspension de fibres. Cela se fait généralement sur la base des différences de propriétés physiques des matériaux, telles que le poids spécifique des substances indésirables par rapport aux fibres et à l’eau. Étant donné que les impuretés plus grosses, telles que les pièces métalliques (agrafes), les pierres et le sable, sont déjà éliminées au stade du défibrage, les processus de flottation sont très souvent utilisés par le rapport aux impuretés fines.
Un procédé supplémentaire fréquent est le blanchiment et est utilisé dans les produits nécessitant une grande pureté, où le jaunissement n’est pas souhaitable (par exemple les papiers pour l’écriture et l’impression). L’hypochlorite de sodium est une substance très populaire utilisée pour le blanchiment. Il peut également être utilisé pour la production de carboxyméthylcellulose (CMC) à partir de la sciure de bois. Une solution d’ hydroxyde de sodium et d’acide chloroacétique (MCAA) sont également utilisées dans ce processus. Le blanchiment implique l’utilisation de produits chimiques appropriés qui sont ajoutés directement au dispersant pour augmenter la blancheur de la masse. Le type de fibres utilisées et les propriétés finales souhaitées du produit ont une grande influence sur le degré de blanchiment de la pâte. Les masses contenant des matériaux à haute densité sont difficiles à blanchir et nécessitent de fortes doses de produits chimiques. Les eaux usées des installations de blanchiment avant recyclage ont besoin d’un certain nombre d’agents chimiques destinés à réduire leur moussage, leur corrosivité ou leur capacité à l’ancien du tartre. Les produits du groupe PCC, tels que ROKAmers , sont parfaits pour une utilisation dans le processus où le moussage des eaux usées et des eaux technologiques se produit. Les produits ROKAmer sont des copolymères blocs d’oxyde d’éthylène et de propylène. Ces produits réduisent la tension superficielle entre le liquide et l’air, améliorant en même temps le "drainage" de la mousse, ce qui entraîne en effet sa réduction.
Traitement final de la pâte à papier
Après les processus de dissolution, de flottation et de blanchiment, la pâte de cellulose finie est transformée en pâte à papier, qui est ensuite utilisée pour la production de papier. Ce processus comprend plusieurs étapes:
- mélange de la pâte de cellulose,
- formation de dispersion de pulpe dans l’eau,
- raffinage,
- introduction des ajouts nécessaires.
Les additifs sont utilisés pour produire des produits en papier ayant des propriétés spéciales (les papiers spéciaux spéciaux) ou pour améliorer le processus du papier. Les ajouts les plus populaires sont:
- résines et cires d’hydrophobisation,
- des charges, comme par exemple les argiles, le talc et la silice,
- colorants inorganiques et organiques,
- des composés inorganiques améliorant la structure, la densité, la brillance et la qualité d’impression (par exemple le dioxyde de titane, le sulfate de calcium et le sulfure de zinc),
- e) émulsifiants et agents de nettoyage. Le groupe PCC propose des ROKAcet de produits ROKAcet qui peuvent remplir les deux fonctions. Grâce à leur structure, ils peuvent également être utilisés dans l’industrie du papier comme agents peu moussants et adoucissants.
Au cours de la dernière étape, la masse est transformée en un produit en papier à l’aide de machines spéciales. Une fois le processus terminé, le papier est roulé pour protéger les dommages et la saleté. Le stratifié de papier PE est le plus utilisé utilisé pour l’emballage du papier. Un tel emballage offre une bonne protection contre les dommages mécaniques, la poussière et les sollicitations. Le grand avantage de ce type d’emballage est également qu’il est entièrement recyclable.
