La realizzazione funzionale della carta speciale durante la produzione si basa su processi specifici e additivi chimici. Ad esempio, nei trattamenti oleo-repellenti, gli agenti-contenenti fluoro-come ammine perfluoroalchil-sostituite, sali di ammonio quaternario e acrilati-vengono incorporati nella carta tramite aggiunta interna alla pasta durante la produzione della carta o tramite tecniche di impregnazione e collatura della superficie. Durante la successiva fase di riscaldamento ed essiccazione, questi additivi formano uno strato monomolecolare sulle fibre della carta con i gruppi perfluoroalchilici orientati verso l'esterno, impedendo così efficacemente la penetrazione dell'olio nella carta.
Per quanto riguarda i trattamenti idrorepellenti, l'emulsione di paraffina è un agente idrorepellente di fase iniziale e di costo relativamente basso, generalmente applicato alla carta tramite impregnazione superficiale. I siliconi, tuttavia, rappresentano la classe di agenti idrorepellenti-più utilizzata; le loro formulazioni di emulsione acquosa-potenziate dall'aggiunta di emulsionanti e silice su scala nanometrica-inducono un "effetto foglia di loto" sulla superficie della carta, consentendo alle gocce d'acqua di rotolare via facilmente dalla carta.
Il trattamento ignifugo-costituisce un altro aspetto critico della produzione di carta speciale. I ritardanti di fiamma possono essere introdotti come polveri solide insolubili in acqua-aggiunte direttamente alla pasta durante la produzione della carta o come agenti-solubili in acqua incorporati nella carta attraverso processi di impregnazione. Una volta che la carta è stata asciugata e rifinita, questi ritardanti di fiamma conferiscono al materiale proprietà ignifughe-.
Per quanto riguarda i trattamenti resistenti al calore-, le prestazioni della carta in ambienti ad alta-temperatura vengono migliorate attraverso l'uso di polimeri naturali modificati chimicamente-come miscele di glucomannano e composti-contenenti azoto-nonché resine polimeriche sintetiche, comprese resine siliconiche e poliolefine. Tra queste, le resine siliconiche dimostrano prestazioni eccezionali; l'elevata energia di legame dei loro legami Si-O rende la resina altamente stabile e resistente alla degradazione, conferendo così al materiale un'eccezionale resistenza al calore.
Realizzazione funzionale di carte speciali
Trattamento-oleorepellente
Durante la produzione, la realizzazione funzionale della carta speciale si basa su processi specifici e additivi chimici. Ad esempio, nei trattamenti oleo-repellenti, gli agenti-contenenti fluoro-come ammine perfluoroalchil-sostituite, sali di ammonio quaternario e acrilati-vengono incorporati nella carta tramite aggiunta interna alla pasta durante la produzione della carta o tramite tecniche di impregnazione e collatura della superficie. Durante la successiva fase di riscaldamento ed essiccazione, questi additivi formano uno strato monomolecolare sulle fibre della carta con i gruppi perfluoroalchilici orientati verso l'esterno, impedendo così efficacemente la penetrazione dell'olio nella carta.
Trattamento Impermeabilizzante
Allo stesso modo, il trattamento impermeabilizzante prevede diversi processi e agenti chimici. L'emulsione di paraffina è un agente impermeabilizzante-di fase iniziale, a basso-costo che viene applicato alla carta tramite impregnazione della superficie. I siliconi sono invece gli impermeabilizzanti più utilizzati; i loro prodotti in emulsione acquosa-formulati con emulsionanti e silice su scala nanometrica-creano un "effetto foglia di loto" sulla superficie della carta, consentendo alle gocce d'acqua di rotolare via facilmente.
Trattamento ritardante di fiamma
Il trattamento ritardante di fiamma è una fase fondamentale nella produzione di carte speciali. I ritardanti di fiamma possono essere introdotti come polveri solide insolubili in acqua aggiunte alla pasta durante il processo di produzione della carta o come agenti solubili in acqua applicati alla carta tramite un processo di impregnazione. Una volta che la carta è stata asciugata, questi ritardanti di fiamma conferiscono al materiale proprietà ritardanti di fiamma.
Trattamento di resistenza al calore
Per migliorare le prestazioni della carta in ambienti ad alta-temperatura, vengono utilizzate sostanze chimiche a base di polimeri naturali e sintetici-per aumentarne la resistenza al calore. Si tratta di polimeri naturali modificati chimicamente-come miscele di glucomannano e composti contenenti azoto--così come resine polimeriche sintetiche, come resine siliconiche e poliolefine. Tra queste, le resine siliconiche si distinguono per l'eccezionale resistenza al calore e le proprietà antiaderenti-, attribuite alla stabilità intrinseca dei loro legami Si-O.
Resistenza al calore e proprietà anti-adesive/di rilascio della carta
Agenti di resistenza al calore
Le resine siliconiche eccellono come agenti protettivi-resistenti al calore per le fibre della carta. L'elevata energia di legame dei loro legami Si-O rende la resina altamente stabile e resistente alla degradazione, conferendo così al materiale un'eccezionale resistenza al calore. Inoltre, le resine siliconiche possiedono eccellenti proprietà antiaderenti e distaccanti-una caratteristica di particolare importanza nelle applicazioni di lavorazione della carta.
Agenti non-adesivi/di rilascio
I trattamenti antiaderenti e distaccanti costituiscono un processo fondamentale nella produzione della carta. Questi trattamenti vengono utilizzati principalmente nella produzione di carta per etichette auto-adesive, carta adesiva-sensibile alla pressione, carte distaccanti composite per materiali decorativi, carte distaccanti per pelle sintetica e carte distaccanti per dispositivi medico-diagnostici, tra gli altri. Attraverso questi trattamenti, la carta acquisisce le necessarie capacità antiaderenti e distaccanti per soddisfare i diversi requisiti delle varie applicazioni. In particolare, gli agenti distaccanti a base di silicone- sono ampiamente adottati per i trattamenti anti-a causa della loro stabilità chimica intrinseca.
Processo di impregnazione e rivestimento
Requisiti per la carta di base
Nel processo di impregnazione e spalmatura, la carta di base deve possedere una sufficiente resistenza all'umidità per evitare rotture o lacerazioni durante la fase di impregnazione; di conseguenza, in genere viene selezionata la pasta di legno a fibra lunga-. La carta di base deve presentare un'eccellente assorbenza per garantire un completo assorbimento dell'agente impregnante; inoltre viene lasciata non calibrata e i gradi di spappolamento, pressatura e calandratura vengono mantenuti relativamente bassi.
Tipi e applicazioni degli agenti impregnanti
Gli agenti impregnanti sono disponibili in un'ampia varietà, tra cui resine, lattici, oli e cere di paraffina. Diversi agenti conferiscono proprietà specifiche, rendendoli adatti a varie applicazioni con la carta. Ad esempio, gli agenti impregnanti a base di resina-a base di-come le resine fenoliche e le resine melaminiche-formaldeide-dotano la carta con caratteristiche quali resistenza all'acqua, resistenza all'olio, resistenza all'abrasione e isolamento elettrico, rendendoli ideali per carte decorative e carte composite laminate. Gli agenti impregnanti a base di lattice-a base di-come stirene-lattice di butadiene e lattice di neoprene-migliorano la robustezza interna e la resistenza all'abrasione del foglio di carta, trovando applicazione in carte di sicurezza specializzate e carte con supporto in legno impiallacciato. Gli agenti impregnanti a base di olio- e paraffina-, al contrario, offrono eccellente resistenza all'acqua, resistenza all'umidità e trasparenza, rendendoli adatti per carte da imballaggio resistenti all'olio-, all'acqua-e all'umidità-.
Attrezzature di processo
Nel processo di impregnazione e rivestimento, i componenti chiave dell'attrezzatura includono il serbatoio di impregnazione, la sezione del cilindro di asciugatura e i rulli di compressione. Sia i rulli di impregnazione che il serbatoio sono realizzati in acciaio inossidabile per garantire resistenza alla ruggine e durata. Il gruppo del rullo di compressione è costituito da un rullo di gomma e un rullo cromato-; la pressione tra loro è regolabile ed il rullo in gomma necessita di un trattamento distaccante per evitare che il lattice aderisca alla sua superficie. Le apparecchiature comuni utilizzate nel processo di impregnazione-come vasche di impregnazione-basse e cilindri di asciugatura-devono essere progettate tenendo presente la durabilità e le proprietà antiaderenti-per garantire una durata di servizio prolungata.