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Remplacer le papier journal par d’autres grades sur nos machines : mission possible

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EXFOR 2010 est déjà passée... et c'est incroyable le nombre de gens œuvrant dans la fabrication de papier journal qui désirent diversifier leur portfolio de produits en fabriquant des grades spécialisés... Il faut croire qu'avec la baisse de la demande en papier journal, ce phénomène est tout à fait normal. Dans cette chronique, nous vous offrons donc certains conseils sur la façon de procéder pour conférer de nouvelles propriétés à votre papier... et de vivre avec les conséquences!

Le papier journal a pendant des années été fabriqué qu'avec de la fibre et de l'eau. Il y avait bien de l'alun utilisé alors par plusieurs usines (rétention par coagulation, contrôle de la poix), mais c'est à peu près tout ce qu'on retrouvait comme produit chimique dans l'usine à cette époque. C'était normal; on ne recherchait pas trop de propriétés spéciales... et on avait accès à de la pâte Kraft au besoin pour améliorer certaines propriétés physiques du papier. Par la suite, on a voulu du papier plus blanc; on a ajouté de l'hydrosulfite de sodium.... On voulait du papier encore un peu plus blanc et opaque, d'où l'ajout de pigments de charge... puis on a voulu les retenir dans le papier, d'où l'introduction plusieurs années plus tard d'agents de rétention.

Pendant ce temps, les fabricants de papiers spécialisés répondaient pour leur part avec une chimie pas mal plus complexe : amidons cationiques (pour donner de la force au papier), agents d'encollage (pour retarder la pénétration de liquides aqueux), azureurs optiques (pour encore un peu plus de brillance, même pour la pâte Kraft qui est au départ beaucoup plus brillante que la pâte mécanique une fois blanchie au ClO2 ou au peroxyde... de nos jours, on veut plus de 100% de brillance ISO), agents de force humide (pour que le papier conserve une partie de sa force même si on le mouille.... Pensez aux sacs d'épicerie en papier, caisses de bières 6-pack, papier-peint et essuie-tout...), agents résistants à la graisse (alcool polyvinylique et fluorocarbones, pour vos sacs de frites, etc...), sans mentionner les agents de rétention qui nous permettent de retenir toute cette soupe dans le papier, dans des proportions beaucoup plus élevés que dans les papiers mécaniques. En effet, on parle d'ici de rétention de première passe de plus de 85%, ce qui est significativement plus élevé que le 45-50% vécu dans le papier journal ! Tout ceci en prenant compte qu'avec du papier fin, on dispose pratiquement toujours de système d'application de produits chimiques en surface (presse encolleuse ou coucheuse), grâce auxquels on peut améliorer les propriétés de surface de la feuille (brillance, encollage, résistance à la graisse, peluchage, impression, etc).

beaulieu5-photo2On se retrouve aujourd'hui avec des usines de la première catégorie (journal) qui veulent fabriquer des grades de la seconde (fins). Quels sont les défis auxquels ils feront face ? Premièrement, on travaille ici principalement avec de la fibre mécanique (PMM ou PTM) au départ beaucoup moins forte, moins blanche et ayant des contaminants et fines en quantités plus élevés que leurs consœurs chimiques (Kraft ou sulfite). On travaille également avec des rétentions beaucoup plus faibles... alors si on introduit un pigment ou une chimie quelconque, il va bien falloir travailler dessus, sinon on se retrouvera avec un circuit d'eau blanche bien garni... mais pas notre papier! Si on ne veut pas endommager la formation de notre feuille, on optera alors pour un système de rétention à microparticules qui allie formation, rétention et drainage optimum. On doit ensuite bien sélectionner les technologies chimiques adaptées à l'opération de la machine. Par exemple, on veut une résistance à l'état humide dans notre papier ? On devra considérer l'opération en milieu neutre ou alcalin si on veut utiliser les résines PAE (polyaminoamide epichlorhydrine)... sinon, il faudra se résoudre à considérer les résines de REH à base d'urée formaldéhyde (pas nécessairement populaires). Question encollage du papier (résistance à la pénétration des liquides aqueux), on choisira parmi les technologies suivantes : AKD (milieu neutre-alcalin, mais fonctionne aussi à forts dosages en milieu acide), ASA (situation similaire au AKD), colophane (milieu acide... mais requiert une source d'aluminium pour fonctionner - alun, PASS ou PAC)... Consultez vos fournisseurs préférés pour les avantages et inconvénients de chaque technologie que vous considérerez. Il faut également savoir si les propriétés recherchées chez les grades visés sont atteignables par l'ajout de produits chimiques en partie humide, car peu de machines à papier journal ont le luxe d'avoir une presse encolleuse ou une station de couchage...

Donc, « Y'en aura pas de facile » comme disait un certain Claude « Piton » Ruel.... Mais ne vous découragez pas !! Tout (ou presque) est possible quand on sait comment travailler avec nos outils pour arriver à obtenir les propriétés voulues des nouveaux grades de papier que l'on veut fabriquer.

La première chose à faire, c'est d'aller chercher l'information : les propriétés physiques et optiques des grades que vous voulez faire sont disponibles chez les convertisseurs et les utilisateurs de papier. Ils vous diront ce qu'ils veulent. Ensuite, consultez des experts qui ont de l'expérience avec la fabrication des grades que vous visez, ainsi qu'avec votre type d'équipement. Que ce soit papetiers ou fournisseurs de fibres et/ou produits chimiques, plusieurs œuvrent déjà dans la fabrication de ces grades et peuvent vous donner des conseils très éclairés de même que des pistes de solution qui sauront vous amener à bon port...

Bon développement !!

Nous réitérons notre appel à tous...Sachez qu'ici notre objectif demeure le même : Aider les papetiers à améliorer la qualité de leur produits ou bien à en réduire les coûts de fabrication. Alors, fournisseurs, gens de la R&D et consultants, faites-nous part de vos idées... et papetiers, faites-nous part de vos défis !!


Gilles-Beaulieu
Collaboration spéciale de Gilles Beaulieu, Directeur technique,
chimie de la partie humide, Pâtes et papiers, chez Quadra Chimie, Québec, QC.

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