Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel José María Carbajo Laboratorio de Celulosa y Papel CIFOR-INIA chema@inia.es

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

modifican las propiedades 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

Colorantes y pigmentos 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

Biocidas Antiespumantes Dispersantes Aditivos de proceso Agentes de drenado Agentes de retención Productos anti-pitch _________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel

Minerales de pequeño tamaño (en relación a las fibras) 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

Propiedades de impresión 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

ADITIVOS FUNCIONALES Cargas Carbonato cálcico Caolín Talco Fuente: Papermaking Science and Technology Carbonato cálcico Caolín Talco _________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel

Colorantes y Pigmentos 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

Colorantes y Pigmentos ADITIVOS FUNCIONALES Colorantes y Pigmentos Fuente: Papermaking Science and Technology _________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel

Agentes de resistencia en seco 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

Agentes de resistencia en seco 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

Agentes de resistencia en húmedo 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

El encolado con colofonia necesita de alumbre como ligante 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

Principales ácidos resínicos presentes en la colofonia 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

Al + Al + Al + Al + Al + Al + ADITIVOS FUNCIONALES Productos de encolado Colofonia Al + Al + Al + Al + Al + Al + Alumbre Fibras celulósicas _________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel

ADITIVOS FUNCIONALES Productos de encolado Hidrófilo Hidrófobo NO MOJA Fuente: Papermaking Science and Technology Hidrófilo Hidrófobo NO MOJA MOJA _________Tratamientos y aditivos en la fabricación 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

No nos vale cualquier papel. Importancia del papel soporte 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

Se encargan de unir los pigmentos al soporte 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

Dispersantes: para que el pigmento no se agregue 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

ADITIVOS DE PROCESO (específicos) 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

Aditivo concreto: variedad, casa comercial 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

ENCOLADO En masa Se puede realizar En superficie _________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel

Retención de agente de 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

ENCOLADO EN SUPERFICIE Film press (optisizer) Size press _________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel

ESTUCADO ¿Porqué estucamos? Después Antes _________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel

Estucado ligero 5-10 g/m2 por cara Estucado sencillo 8-16 g/m2 por cara Estucado doble 14-26 g/m2 por cara Estucado triple 24-40 g/m2 por cara _________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel

ESTUCADO En maquina de papel Fuera de maquina _________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel

Afecta a la MP y es afectado por la MP 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

Diferentes maneras de controlar la aplicación ESTUCADO Diferentes maneras de controlar la aplicación Cuchilla Cuchilla invertida Rodillo Varilla Labio soplador _________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel

ESTUCADO _________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel

¿Preguntas? ¿Dudas? MUCHAS GRACIAS _________Tratamientos y aditivos en la fabricación del papel