2.2 Materiali e metodi
2.2.1 Selezione degli agenti chimici target impiegati nella produzione della carta tissue
Le sostanze chimiche target del progetto sono state identificate sulla base delle schede tecniche messe a disposizione dei fornitori. Le Tabelle 2.1 e 2.2 descrivono le caratteristiche chimiche e le condizioni d’impiego degli additivi chimici impiegati nella fase di cartiera.
Tabella 2.1: Additivi chimici impiegati nella fase di cartiera. Funzione e caratteristiche chimiche
Famiglia prodotto Categoria prodotto (composizione chimica/principio attivo)
Coagulante [a base di poliacrilammide
(PAM)]
Poliacrilammide cationica a basso peso molecolare
Flocculante [a base di PAM]
Poliacrilammide cationica ad alto peso molecolare
Distaccante [a base di olio]
Derivati di miscele di acidi grassi generalmente esterificati in percentuale basse con polietilenglicoli di varie dimensioni
Patinante [a base di poliammidoammini
(PAA)]
Resina Poliammidoamminica epicloridrinica
Sale (A base di fosfonato) Fosfato Miglioratore di resistenza a umido [a base di PAA]
Resina Poliammidoamminica epicloridrinica.
[Della stessa famiglia del patinante. Cambia il grado di polimerizzazione ma in alcuni casi può cambiare la triammina]
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Tabella 2.2: Additivi chimici impiegati nella fase di cartiera. Condizioni d’impiego
Categoria funzionale Inserimento Portata
% nella soluzione impiegata
Coagulante Al pozzetto di arrivo delle acque in uscita dalla cartiera
340
ml/h 50
Flocculante
All’interno del flottatore in modo da formare un pannello di fibra in superficie che viene raccolto attraverso una coclea
1
l/h 25
Distaccante Sul monolucido, iniettato attraverso degli ugelli disposti lungo una barra chiamata spray ball
35
ml/min 100 Patinante Sul monolucido, iniettato attraverso degli ugelli
disposti lungo una barra chiamata spray ball
110
ml/min 15
Sale Sul monolucido, iniettato attraverso degli ugelli disposti lungo una barra chiamata spray ball
100
ml/min 30
Miglioratore di resistenza
a umido All’aspirazione della pompa della pasta
2,62
kg/ton 25
La Tabella 2.3 descrive le caratteristiche chimiche e le modalità d’impiego degli additivi chimici impiegati nella fase di converting.
Tabella 2.3: Additivi chimici impiegati nella fase di converting
Prodotto Funzione Applicazione Dosaggio
(Kg/rotolo)
Adesivo veli soluzione colloidale a base
alcool Applicata in macchina 0,00098
Adesivo anima dispersione acquosa base acetato di polivinile
Usata per incollare le strisce di
cartoncino che creano le anime del rotolo 0,000703 Adesivo lembi soluzione colloidale a base di
etere di cellulosa
Applicata alla fine della formazione del
rotolo sempre all’interno della macchina 0,00067 Adesivo inizio
rotoli
soluzione colloidale a base di polietilenglicole
Viene applicata direttamente in macchina, sull’anima per far aderire il primo velo al cartoncino
0,00005 Inchiostro Blu Gli inchiostri sono miscelati tra di loro e
immessi direttamente in macchina attraverso tubi appositi
0,00102
Inchiostro Rosso 0,00089
Inchiostro Giallo 0,00145
2.2.1.1 Selezione degli agenti chimici target impiegati nella fase di cartiera
Per quanto riguarda la fase di cartiera, il gruppo di ricerca ha identificato l’additivo “miglioratore di resistenza ad umido”, come sostanza target. Tale additivo è costituito da resina poliammidoamminica epicloridrinica. La motivazione della scelta risiede su una considerazione pratica ed una considerazione tecnica. La prima è consistita nella necessità di restringere il campo della ricerca affinché potesse concludersi entro i tempi del tirocinio. La seconda riguarda i risultati di una preliminare valutazione di maneggevolezza, mettendo a confronto le dosi impiegate ed i requisiti legali prescrittivi per tutti gli additivi di cartiera.
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La Tabella 2.4 riporta le caratteristiche chimiche dell’additivo “miglioratore di resistenza ad umido”, sostanza chimica target della ricerca.
Tabella 2.4: Caratteristiche chimiche dell’additivo “miglioratore di resistenza ad umido”
Funzione Natura n. CAS Denominazione chimica Concentrazione
Miglioratore di resistenza ad umido
Miscela
liquida 25212-19-5
Acido esandioico, polimero con n1- (2- amminoetil) -1,2-etanediammina e 2- (clorometil) ossirano
<0,25%
Relativamente ai requisiti legali, la Tabella 2.5 descrive gli standard di concentrazione dell’additivo sul prodotto finito espresso come fibra secca.
Tabella 2.5: Standard legale di concentrazione sul prodotto finito del “miglioratore di resistenza ad umido”.
DM 21/03/1973 BfR Rec. XXXVI
Unità di misura valore Unità di misura valore
% fibra secca ≤1,52 % based on dry fibre
in the finished product ≤4
3
2.2.1.2 Selezione degli agenti chimici target impiegati nella fase di converting
La selezione degli agenti chimici della fase di converting è risultata più complessa, a causa di almeno tre fattori.
Il primo riguarda la variabilità d’impiego di alcuni agenti, in conseguenza dell’impatto posseduto nel determinare importanti parametri qualitativi sul prodotto finito.
Il secondo consegue alla natura di miscele pluricomponenti degli adesivi, la cui composizione rende complessa l’analisi di maneggevolezza.
2 Compreso nel DM 21/3/1973, Allegato II - Sezione IV - Carte e cartoni Parte A - Costituenti delle carte e dei cartoni, 3) Sostanze
ausiliarie: Resina poliammidica-epicloridrica ottenuta da acido adipico, dietilentriammina e epicloridrina (D.M. 18.6.79). Condizioni, limitazione e tolleranze d'impiego: Per il trattamento di carte e cartoni, (….), in quantità non superiore a 1,5% se aggiunta alla polpa cellulosica per migliorare la resistenza all'umidità; in ogni caso purché il prodotto finito risponda alle norme previste nel titolo II, capo I del D.M. 21.3.73 in particolare non ceda epicloridrina e corrisponda ai saggi indicati nell'Allegato IV, Sezione 3, Punti 2, 4 e 5.
3 XXXVI. Paper and board for food contact, I. Wet-strength agents: 4. Cross-linked, cationic polyalkylene amines 10, 16 (compare B. III. 3.),
in total max. 4.0 %
XXXVI/1. Cooking Papers, Hot Filter Papers and Filter Layers1 II. Overall production aids3 - B. Paper-refining agents 4. Cross-linked, cationic polyalkylene amines10, i.e.
(…) g) Polyamide-epichlorohydrin resin, produced from diethylenetriamine, adipic acid, glutaric acid, succinic acid and epichlorohydrin, max. 4.0 %
h) Polyamide-epichlorohydrin resin, produced from diethylenetriamine, triethylenetetramine, adipic acid and epichlorohydrin, max. 4.0 % Of the wet-strength agents named above (II B 4a) to i), in total max. 4 %, based on dry fibre in the finished product, may be used. XXXVI/2. Paper and Paperboard for Baking Purposes III. Special paper refining agents A. Wet-strength agents
3. Cross-linked, cationic polyalkylene amines11, in total max. 4.0 %, i.e.
XXXVI/3. Absorber pads based on cellulosic fibres for food packaging I. Requirements to the materials used in the manufacture of the absorbent core B. Overall production aids 2. Paper-refining agents 2.4 Cross-linked, cationic polyalkylene amines6, i.e.
h) Polyamide-epichlorohydrin resin, produced from diethylenetriamine, triethylenetetramine, adipic acid and epichlorohydrin, max. 4.0 % of the wet-strength agents referred to in a) - i), in total max. 4 %, based on dry fibre in the finished product, may be used.
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Il terzo riguarda le dinamiche a cui vanno incontro le sostanze chimiche additivate una volta entrate in contatto con l’acqua ed il substrato, determinando l’emergere di altre sostanze rilevanti ai fini dell’identificazione dei requisiti legali.
Per i fini di questa tesi, il gruppo di ricerca ha concordato di focalizzare l’attenzione sullo studio della correlazione fra la concentrazione di “adesivo veli” nella soluzione impiegata e la resistenza alla trazione, in modo da poter definire in modo accurato le dosi di adesivo in funzione della resistenza attesa.