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Vous êtes ici : Accueil > Technique > Notes > Optimisation de sauces de couchage pour couchage rideau destinées au couchage de papier couverture (Testliner) pour emballage           Révision : 26 septembre 2012
     
Optimisation de sauces de couchage
pour couchage rideau destinées
au couchage de papier couverture
(Testliner) pour emballage

Guillaume Lavoué
Promotion 2011
Mise en ligne : Août 2012

Résumé du projet de fin d'études encadré
par Naceur Belgacem (Grenoble INP-Pagora)
Partenaire : Voith
 

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La Cellulose réunit les anciens élèves de Grenoble INP-Pagora (ingénieurs et diplômés de licence professionnelle). Chaque année, l'association attribue le Prix de La Cellulose à un(e) jeune ingénieur(e) diplômé(e) de l'école qui s'est distingué(e) par son travail tout au long de son parcours scolaire et particulièrement durant sa troisième année d’études, au travers de son projet de fin d’études (PFE). La participation à ce Prix est individuelle, gratuite et ouverte à tous les élèves-ingénieurs de Grenoble INP-Pagora ayant été diplômés l’année en cours.
Le Prix de La Cellulose est remis au (à la) gagnant(e) lors de la cérémonie de remise des diplômes.
Voici le résumé du projet de fin d'études d'un ingénieur diplômé en 2011, candidat au Prix de la Cellulose.

I - Objectif et réalisation

Voir aussi

J'ai effectué mon projet de fin d'études au printemps 2011 chez Voith, intégré à l'équipe de Recherche & Développement du département Couchage sur le site de Heidenheim (Allemagne). Mon travail a porté sur l'optimisation de sauces de couchage pour couchage rideau destinées au couchage de papier couverture (Testliner) pour emballage. Les résultats sont confidentiels.

Voith est une entreprise allemande leader dans la fabrication de machines à papier. L'équipe R&D du département Couchage travaille à l'optimisation d'un nouveau procédé de couchage destiné au papier couverture de cartons ondulés. L'emballage de haute qualité nécessite l'utilisation de papier dont la surface est blanche. À l'heure actuelle, pour minimiser les coûts, on utilise une structure multicouche composée de papier recyclé, de pâte désencrée ou de chutes d'imprimeries et de fibres blanchies. On cherche ainsi à gagner en rigidité grâce à l'épaisseur à l'aide d'une matière première peu onéreuse et on utilise une fine couche de fibres vierges et coûteuses en surface pour obtenir une surface blanche.

L'augmentation du prix de la pâte vierge et la difficulté à fiabiliser les filières d'approvisionnement de la pâte désencrée poussent aujourd'hui les papetiers vers un nouveau procédé qui remplacerait la couche de fibres blanches par un couchage pigmentaire.

Voith propose donc un couchage rideau afin de coucher ce papier couverture à vitesse élevée et d'atteindre des blancheurs élevées. En effet, la couverture pigmentaire du papier, qui suit ses aspérités, est excellente.

Le couchage rideau permet aussi éventuellement de déposer simultanément deux couches. Par ailleurs, ce système est particulièrement fiable (pas de casses) et permet au papetier de s'affranchir d'une unité de désencrage et de la consommation d'eau et d'énergie qu'elle requiert.

Cependant, le couchage rideau n'offre pas de bons résultats en terme de rugosité. En effet, la couche s'adapte parfaitement à la forme de la surface du papier recyclé qui possède un mauvais état de surface. Cela rend le brillant faible et nuit aussi à la qualité de l'impression en flexographie. Voith s'oriente vers des solutions de couchages multicouches : couchage rideau (pré-couche et couche intermédiaire) + couchage à lame (couche supérieure).

L'objet de ce projet de fin d'études a été de tester une grande quantité de formulations de sauce de couchage sur un appareil de laboratoire pour sélectionner un petit nombre de formulations offrant les meilleures propriétés de surface. Le travail a plus précisément porté sur l'influence du choix des pigments (type de pigments, proportion de chaque dans les mélanges) sur le lissé et la blancheur du papier couché.

Ces sauces de couchage ont ensuite été testées sur le pilote industriel de Voith afin de confirmer les résultats trouvés en laboratoire.

II - Conclusion

Au cours de ce stage, j'ai disposé d'une grande autonomie qui m'a permis d'élaborer un protocole expérimental et un plan d'expérience. En contact avec les fournisseurs de pigments, j'ai confectionné une trentaine de sauces différentes, réalisé les manipulations et testé mes échantillons. La partie la plus intéressante a été l'exploitation des résultats durant laquelle je me suis attaché à trouver des corrélations entre les propriétés des pigments (blancheur, "particles size distribution", facteur de forme...) et celles de l'état de surface des papiers (degré de blancheur, rugosité PPS, lissé Bendtsen...).

Les trois jours passés sur la machine pilote ont été particulièrement excitants. Avec une équipe de huit personnes et en collaboration avec les ingénieurs R&D, une dizaine de bobines de 7 km de long à 1100 rn/min ont été couchées avec les sauces de couchage que j'avais estimées les meilleures. Le manque de temps, les éternelles difficultés techniques de dernière minute et l'appréhension de voir mes suppositions confirmées industriellement, le tout évidemment en allemand, a été très formateur.

 
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