L’alta qualità di alcuni prodotti in carta è direttamente correlata alla proprietà di resistenza a umido di tali materiali. A seconda della destinazione d’uso del prodotto finale - tissue, asciugatutto, carta per imballaggio di liquidi e così via -, gli additivi per resistenza a umido vanno aggiunti in quantità differenti durante il processo di fabbricazione della carta per ottenere le caratteristiche appropriate.
Carla Veríssimo - R&D Manager - Contech
Molti sono i prodotti chimici impiegati per conferire resistenza a umido alla carta, soprattutto polimeri a base di poliammide epicloridrina, poliammina epicloridrina e poliammidoammina epicloridrina (PAE). L’applicazione di questi additivi nella fabbricazione della carta comporta la presenza di contaminanti con superfici idrofobiche e la necessità di usare sostanze chimiche specifiche per i trattamenti di pulizia. In generale, servono accurati programmi di controllo dei contaminanti per evitare effetti deleteri sul processo, come fermi imprevisti e ritardi di produzione con conseguente incremento dei costi della carta.
NEL CASO IN CUI GLI ADDITIVI PER RESISTENZA A UMIDO NON SI FISSINO SUL FOGLIO DI CARTA, le resine residue nella fibre in sospensione acquosa vengono attirate nei pori del feltro, causando problemi di lavorazione. Per evitare tali depositi, che ostruirebbero il feltro, si possono adottare varie strategie e fare in modo che il feltro rimanga pulito. Una pulizia chimica eseguita mediante diretta applicazione di un detergente come pure l’uso di un prodotto condizionante sul feltro (per il condizionamento del feltro volto a evitare deposito di PAE e ostruzione dei pori) rappresentano soluzioni valide di programmi di pulizia. Mantenere il feltro pulito può avvenire mediante trattamento a batch o in continuo. In caso di trattamento in continuo, il prodotto condizionante viene applicato sul feltro per prevenire il deposito dei contaminanti presenti nella resina per resistenza a umido.
LA GAMMA DEI PRODOTTI CONTECH presenta una serie di soluzioni per il trattamento a batch e in continuo, efficaci nel rimuovere i contaminanti delle resine per resistenza a umido. Per la pulizia, l’azienda dispone anche di un’apparecchiatura per l’applicazione di prodotti chimici ad alta pressione e temperatura che migliora significativamente l’efficacia del trattamento. I principali miglioramenti che si possono osservare nel processo sono: aumento della durata di vita del tessuto; riduzione dei tempi di fermo, aumento della produttività della macchina e della qualità della carta (migliore profilo trasversale), feltri più puliti senza contaminazione, applicazione prodotto con macchina in funzione (risparmio di tempo), riduzione del consumo di vapore specifico, rispetto dell’ambiente grazie alla formulazione ecocompatibile dei prodotti.
LE FIGURE 1 E 2 MOSTRANO MICROGRAFIE OTTICHE DI SEZIONI TRASVERSALI DI FELTRI USATI RACCOLTI DA VARIE MACCHINE CONTINUE. L’analisi quantitativa del campione di feltro della figura 1A mostra il 13% (w/w) di contaminanti. Un test a batch eseguito in laboratorio con un prodotto specifico ha dato come risultato un’efficacia detergente del 45% (figura 1B). Nel caso della figura 2 si può osservare l’immagine di un feltro privo di contaminanti dopo un test di pulizia eseguito in laboratorio con una combinazione di prodotti diversi (figura 2B). L’efficacia detergente ottenuta in questo caso è stata dell’89%. Contech offre inoltre prodotti condizionanti per il trattamento preventivo di feltri, volto a favorire una passivazione che forma uno strato protettivo sulla superficie, evitando così il deposito e la successiva ostruzione da parte di particelle libere di resine per resistenza a umido.
COME È NOTO, LE FIBRE RICICLATE SONO UNA MATERIA PRIMA SEMPRE PIÙ USATA NEL PROCESSO DI FABBRICAZIONE DELLA CARTA, la cui sostenibilità è giustificata sia per i suoi aspetti ambientali che economici. L’uso di materiali di scarto contenenti additivi per resistenza a umido nella loro composizione quale materia prima per la carta può rappresentare un problema. I prodotti realizzati con carta resistente a umido disponibili per la produzione di fibre riciclate sono solitamente difficili da riutilizzare poiché contengono quantità relativamente elevate di additivi per resistenza a umido che ne ritardano lo spappolamento. Pertanto, aumentare la possibilità di riciclo di questi materiali di scarto è una sfida tutta da vincere.
SONO STATI SVILUPPATI DIVERSI MECCANISMI PER SPIEGARE COME GLI ADDITIVI CHIMICI CONFERISCONO PROPRIETÀ DI RESISTENZA A UMIDO ALLA CARTA. Il meccanismo di protezione spiega la resistenza a umido quale risultato della distribuzione di un additivo, per es. PAE, sulla fibra cellulosica, seguita da reazioni di reticolazione che formano un materiale insolubile in acqua depositato sopra e attraverso la fibra. Secondo il meccanismo di rinforzo, invece, tale proprietà viene ottenuta dalla reazione di resine resistenti a umido con la cellulosa per formare legami tra molecole di cellulosa, molecole di resina e fibre. In entrambi i casi, le reazioni chimiche degli additivi sono determinanti per conferire resistenza a umido al prodotto finale, con la formazione di materiale insolubile difficile da degradare in un processo di spappolamento. Per aumentare la possibilità di riciclo di carte resistenti a umido, i prodotti chimici e le condizioni di spappolamento devono portare a una depolimerizzazione più efficace delle resine. Si possono impiegare varie soluzioni chimiche e l’applicazione di agenti ossidanti in condizioni adeguate serve a produrre reazioni chimiche capaci di degradare i polimeri reticolati responsabili della resistenza a umido.
IN LINEA GENERALE, NON VI È ALCUNA PROCEDURA STANDARD PER AUMENTARE LA POSSIBILITÀ DI RICICLO DELLE CARTE RESISTENTI A UMIDO e ogni prodotto può richiedere trattamenti specifici per agevolare il suo riutilizzo. Il tipo e la quantità di resine resistenti a umido necessitano di trattamento chimico e condizioni di riciclo differenziati, così come diversi sono i valori pH, le temperature e gli additivi chimici. Gli ausili di riciclo facilitano questo processo, facendo risparmiare tempo e costi energetici. Scegliere correttamente il prodotto, la tecnologia di applicazione e le condizioni di processo è fondamentale per implementare un programma efficace di riciclo, cui si può arrivare quando l’azienda di prodotti chimici lavora insieme al cliente per individuare soluzioni e risultati in sinergia. Oltre ad offrire soluzioni di pulizia del feltro dai contaminanti degli additivi per resistenza a umido presenti sulle continue nonché ausili di riciclo basati su diverse tecnologie chimiche, Contech lavora attivamente a fianco dei propri clienti per realizzare prodotti su misura e servizi esclusivi.