Análisis de Tratamientos Funcionales para Papeles Especiales
Durante la producción de papeles especiales, se emplean varios procesos-junto con la incorporación de aditivos químicos específicos-para cumplir con sus distintos requisitos funcionales. Las funciones de estos papeles especiales son diversas y abarcan propiedades como resistencia al aceite, resistencia al agua, retardo de llama y resistencia al calor. En las siguientes secciones, profundizaremos en los principios y metodologías subyacentes detrás de la realización de estas funciones.
▲ Tratamiento-resistente al aceite
El primero es el tratamiento-resistente al aceite. La clave de este proceso reside en el uso de repelentes de aceite que contengan flúor-. Los constituyentes principales de estos repelentes son compuestos de fluoroalquilo-como aminas perfluoroalquil-sustituidas, sales de amonio cuaternario y acrilatos. Estas dispersiones catiónicas se introducen en la estructura del papel mediante un proceso de adición de "extremo húmedo" durante la fabricación del papel. Una vez formado el papel y posteriormente secado con calor, estos aditivos se disponen sobre las fibras del papel para formar una capa monomolecular con las cadenas de perfluoroalquilo orientadas hacia afuera, impidiendo así eficazmente la penetración de aceites y grasas. Además, se pueden aplicar dispersiones aniónicas al papel mediante técnicas de impregnación de superficie o encolado de superficie; Estos métodos crean de manera similar una capa monomolecular en las superficies de las fibras, logrando el efecto deseado de resistencia al aceite.
▲ Tratamiento-resistente al agua
El siguiente es el tratamiento-resistente al agua. La emulsión de cera de parafina es un agente repelente al agua-en una etapa temprana-y de costo relativamente bajo-, que generalmente se aplica al papel mediante impregnación de la superficie. Además, se pueden utilizar repelentes de agua catiónicos mediante la adición-del extremo húmedo durante el proceso de fabricación del papel. Sin embargo, los agentes a base de silicona-son los repelentes de agua más utilizados. Sus productos en emulsión acuosa se formulan incorporando emulsionantes para crear emulsiones de polisiloxano, a las que luego se les añade dióxido de silicio a escala nanométrica. Esta formulación induce un "efecto de hoja de loto" en la superficie del papel, permitiendo que las gotas de agua se deslicen fácilmente y logrando así una resistencia efectiva al agua.
▲ Tratamiento-ignífugo
Examinemos ahora el tratamiento retardador de llama-. Existen dos métodos principales para incorporar retardantes de llama al papel: uno implica agregar polvos retardantes de llama sólidos-insolubles en agua-a la pulpa como rellenos durante la fabricación del papel; el otro implica introducir retardantes de llama solubles en agua-en la estructura del papel mediante un proceso de impregnación. Estos retardantes de llama incluyen compuestos a base de nitrógeno-y de boro-, así como polvos sólidos-insolubles en agua, como hidróxido de aluminio e hidróxido de magnesio.
▲ Tratamiento-resistente al calor y propiedades-antiadherentes/liberables
Por último, abordamos los tratamientos-resistentes al calor y las propiedades antiadherentes/liberantes. Para proteger las fibras y mejorar la resistencia al calor del papel, se aplican al papel polímeros naturales modificados químicamente-como mezclas de glucomanano y nitrógeno-compuestos que contienen-mediante métodos de recubrimiento, impregnación o pulverización. Además, se utilizan resinas de polímeros sintéticos-como resinas de silicona y poliolefinas de cadena de alto-carbono--para mejorar aún más la resistencia térmica del papel. Los productos químicos-que disipan el calor, como los hidróxidos metálicos que contienen agua cristalina, se emplean principalmente para proteger las fibras de papel contra las altas temperaturas. Las resinas de silicona, en particular, se destacan como agentes protectores superiores contra altas temperaturas debido a la alta energía de enlace, la estabilidad y la resistencia térmica de sus enlaces Si-O, así como a sus inherentes propiedades antiadherentes y de barrera.
El proceso de aplicación de tratamientos antiadherentes y de barrera al papel es fundamental y afecta a la producción en varios sectores, incluidas las etiquetas auto-y los papeles adhesivos-sensibles a la presión. Los productos químicos utilizados en este proceso-conocidos como agentes desmoldantes (también conocidos como agentes despegables, agentes antiadherentes o agentes desmoldantes)-están diseñados para formar una capa densa en la superficie del papel. Esta capa actúa como barrera, impidiendo la penetración de resinas poliméricas adhesivas y facilitando así su fácil despegado. Los agentes desmoldantes vienen en una amplia variedad de formas; entre ellos, los agentes desmoldantes a base de silicona-son actualmente los más utilizados debido a su baja toxicidad, excelente energía superficial y superior humectabilidad con sustratos de papel. Disponibles en formulaciones a base de solventes-, a base de emulsión-y sin solventes-, estos agentes experimentan-reacciones de entrecruzamiento clasificadas como tipos de curado por adición,-curado por condensación- o curado por radiación-. Los agentes de liberación de curado adicionales-demuestran un rendimiento particularmente sobresaliente en términos de integridad del curado, propiedades de liberación, capacidades anti-adhesión y la flexibilidad que ofrece el diseño de la formulación de recubrimiento.
▲ Procesamiento de recubrimiento de impregnación
Además, el recubrimiento por impregnación es una técnica vital para dotar al papel de propiedades especializadas, como resistencia al agua y al fuego. Para este fin se utiliza una amplia gama de agentes de impregnación-incluidas resinas sintéticas y látex sintéticos-, y los tipos de papel base utilizados para el recubrimiento de impregnación varían significativamente. Sin embargo, independientemente del tipo específico de papel empleado, debe satisfacer una serie de criterios de rendimiento específicos:
① El papel base debe poseer suficiente resistencia en húmedo para evitar desgarros o roturas durante el proceso de impregnación; en consecuencia, normalmente se selecciona pulpa de madera de fibra-larga para esta aplicación.
② El papel base también debe presentar una excelente absorbencia para facilitar la penetración efectiva del agente impregnante. Al mismo tiempo, para preservar las propiedades inherentes del papel base, normalmente se omite el tratamiento de encolado; además, los grados de despulpado, prensado y calandrado se mantienen todos en niveles relativamente bajos.
A continuación, examinemos en detalle los distintos tipos de agentes impregnantes y sus respectivas aplicaciones. En primer lugar están-agentes impregnantes a base de resina-incluidas resinas fenólicas y resinas de melamina-formaldehído-que dotan al papel impregnado de una multitud de propiedades como resistencia al agua, resistencia al aceite, resistencia a la abrasión y aislamiento eléctrico; estos se utilizan ampliamente en campos como los papeles decorativos y los compuestos laminados. En segundo lugar están los agentes impregnantes a base de látex--como el látex de estireno-butadieno y el látex de neopreno-que mejoran la resistencia interna y la resistencia a la abrasión de la hoja de papel, lo que los hace adecuados para aplicaciones especializadas como papeles de seguridad y papeles de respaldo para chapa de madera. Además, existen agentes impregnantes a base de aceite- y parafina--como aceites secantes y cera de parafina-que confieren al papel una excelente resistencia al agua, a la humedad, alta resistencia a la tracción y transparencia; Estos se emplean con frecuencia en papeles de embalaje diseñados para ser resistentes al aceite-, al agua-y a la humedad-.
En cuanto al proceso de impregnación en sí, normalmente se emplea un tanque de inmersión de bandeja poco profunda-, en el que tanto el rodillo de inmersión como el tanque están construidos de acero inoxidable para evitar la corrosión. Los rodillos de presión constan de un rodillo de goma y un rodillo cromado-con ajustes de presión ajustables; además, el rodillo de goma se somete a un tratamiento de liberación para evitar que el látex se adhiera a su superficie. Antes de ingresar a la sección de secado, el papel impregnado se precalienta usando radiación infrarroja lejana-para evitar que se pegue a los cilindros de secado. Simultáneamente, el primer cilindro dentro de la sección de secado también se somete a un tratamiento de liberación para garantizar que el papel se pueda despegar suavemente.
