Raggiungere la resistenza dei fogli in modo efficiente e redditizio è stata una ricerca dei produttori di imballaggi in carta per decenni. Per molti anni, le cartiere sono state in grado di soddisfare i loro requisiti di resistenza utilizzando strumenti collaudati come la selezione delle fibre, la raffinazione, la formazione dei fogli e la pressatura a umido. Quando avevano bisogno di maggiore resistenza, si rivolgevano all'amido a umido o all'amido di superficie per ottenere miglioramenti incrementali della resistenza.
Recentemente, tuttavia, mentre l'industria della pasta di legno e della carta si dedica al miglioramento della sostenibilità, sono emerse alcune tendenze che rendono difficile raggiungere gli obiettivi di forza. Queste tendenze includono l'aumento del contenuto di riciclo, la riduzione della qualità dei vecchi contenitori in cartone ondulato (OCC), l'aumento della chiusura del sistema idrico e la riduzione del peso e/o del volume degli imballaggi, con conseguente risparmio di energia e materie prime. Le tecnologie additive di resistenza monocomponente non sono riuscite a fornire le prestazioni necessarie per rispondere a queste tendenze, anche con le migliori capacità delle macchine più recenti e avanzate.
Forte di una profonda esperienza nel settore degli imballaggi, Solenis ha recentemente introdotto la tecnologia Fusion per la resistenza e le prestazioni. Questa tecnologia, che combina la chimica migliore della categoria con analisi di controllo del processo all'avanguardia, è stata progettata per offrire una flessibilità completa per soddisfare la configurazione e le esigenze operative, dalle prestazioni di resistenza di base ai miglioramenti più radicali ad alta resistenza. I produttori di imballaggi che hanno adottato il programma tecnologico Fusion per la resistenza e le prestazioni hanno ottenuto una serie di vantaggi, tra cui:
- Maggiore resistenza
- Aumento della produzione e della resa con costi inferiori
- Riduzione delle variazioni di processo
- Riduzione dell'utilizzo dell'amido a umido
- Riduzione del consumo di acqua dolce
- Riduzione della dipendenza dalla fibra vergine
- Aumento dell'uso di fibre riciclate a basso costo
Grazie a questi vantaggi, molte cartiere sono state in grado di aumentare il loro vantaggio competitivo, perché ora possono produrre qualità che non erano possibili prima dell'introduzione della tecnologia Fusion per la resistenza e le prestazioni.
Funzionamento
Per decenni, lo standard di riferimento per la resistenza a secco è stato rappresentato dalle soluzioni cationiche monocomponenti, come l'amido e le soluzioni polimeriche basiche. Purtroppo, entrambe queste tecnologie forniscono una quantità limitata di forza prima che la loro efficacia inizi a diminuire. Questo limite di resistenza è dettato dalla capacità della fibra anionica di assorbire un additivo resistente al secco cationico.
I ricercatori Solenis hanno studiato questo problema e hanno scoperto che un approccio bicomponente alla resistenza al secco può superare i deficit dei sistemi monocomponenti. Il programma bicomponente più comune combina resine cationiche e anioniche per la resistenza a secco in modo che lavorino sinergicamente per generare legami elettrostatici più forti e un nastro umido e secco più resistente. Questo approccio cationico-anionico estende la curva delle prestazioni degli additivi di resistenza tradizionali e consente ai produttori di carta di raggiungere le loro esigenze di alta resistenza. Al contrario, per le applicazioni a umido, che presentano un'elevata richiesta cationica, sono state individuate combinazioni di resine cationiche in grado di estendere i guadagni di resistenza oltre i limiti dei programmi a singolo componente.
I produttori di carta hanno anche espresso la necessità di operare con un controllo dei processi più stretto e stabile per ridurre i costi e migliorare la costanza della qualità. La tecnologia di resistenza e prestazioni Fusion unisce la chimica con un portafoglio di tecnologie di controllo di processo all'avanguardia:
- OnGuard™ OnLine, un server basato su cloud e uno strumento di reportistica
- Envoy*, uno strumento avanzato per decisioni e risoluzione dei problemi basati sui dati
- Attualmente è in fase di sviluppo un nuovo strumento predittivo che comprende una raccolta di algoritmi avanzati per prevedere i risultati di resistenza per l'ottimizzazione e la formazione in tempo reale
*Marchio di fabbrica di proprietà di terzi.
Risultati reali
Un produttore di linerboard a due strati che utilizzava una combinazione di fibra vergine e riciclata aveva difficoltà a soddisfare le specifiche di resistenza. Dopo aver implementato un programma tecnologico di resistenza e prestazioni Fusion, la cartiera ha sperimentato una serie di vantaggi, tra cui:
- Miglioramento STFI immediato e diretto
- Peso di base ridotto del 7%
- Velocità della macchina aumentata dell'11%
- Significativo miglioramento del plybond, eliminando la necessità di amido spray
Altre informazioni
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