Les atouts de I'Invercote et de I'Incada
Si les principes de base de la fabrication du papier et du carton sont restés inchangés, le progrès technologique n’est pas étranger au fait que l’industrie du carton relève désormais moins de l’art que de la science. Néanmoins, loin d’être identiques, les nombreux produits actuellement sur le marché présentent des caractéristiques esthétiques et fonctionnelles très diverses.
Les gammes Invercote et Incada ont évolué depuis de nombreuses années, pendant lesquelles nous avons continuellement développé nos cartons pour répondre à l’évolution des besoins des industries graphiques et de l’emballage. Les avancées technologiques dans ces secteurs sont tout aussi impressionnantes et s’accompagnent de nouvelles exigences à l’égard du carton. Les producteurs les plus performants sont ceux qui ont su le mieux anticiper et satisfaire les besoins du marché.
Dans ce chapitre, nous allons voir comment les procédés de fabrication d’Iggesund Paperboard sont organisés pour fournir les produits, le service et les qualités écologiques attendues par nos clients. Aussi, la description de ces procédés, sans s’appesantir sur l’aspect technique, vise à mieux faire comprendre de quelle façon l’intérêt du client est pris en compte.
Production intégrée
Le concept de production intégrée est une composante clé des activités d’Iggesund Paperboard. Cette approche globale joue un rôle crucial dans la production de cartons homogènes blanchis et de cartons intérieur bois de la plus haute qualité.
La production intégrée englobe non seulement la gestion de la fabrication en tant que telle, mais aussi la maîtrise des ressources et de l’approvisionnement en matières premières.
Iggesund Paperboard et le groupe Holmen possèdent de vastes ressources forestières. Nous sommes donc à même de garantir notre approvisionnement en régénérant la forêt à un rythme plus élevé que l’abattage. Parallèlement, nous avons un contrôle total sur la qualité de notre principale matière première. Et notre expertise dans le domaine sylvicole nous permet d’être extrêmement exigeant à l’égard de nos autres fournisseurs locaux.
Pour optimiser l’utilisation du bois, la scierie est intégrée dans notre unité de production d’Iggesund. Le tronc des arbres adultes est transformé en bois d’oeuvre, tandis que les cimes et les chutes, ainsi que les coupes d’éclaircie, sont réduites en pâte.
La pâte est ensuite transformée en carton dans un processus intégré. Cette intégration permet de mettre en fabrication les fibres de la meilleure qualité, en éliminant les étapes de séchage et de mise en balles, qui ne sont pas sans incidences sur la consommation d’énergie et la qualité.
En aval, l’unité de Strömsbruk intègre les enductions plastiques et les contrecollages à notre production. L’utilisation de l’Invercote et de l’Incada nous permet de garantir que la solidité de surface, le lissé et la résistance sont bien adaptés au type de complexe choisi. Et c’est aussi la garantie, pour le client, d’obtenir les meilleures performances à l’impression, à la transformation et à l’utilisation.
Défibrage mécanique
Le procédé de séparation pour la fabrication du carton intérieur bois à Workington est conçu pour extraire du bois une quantité maximale de fibres. L’opération consiste à traiter mécaniquement dans un raffineur de l’épicéa frais de teinte claire. Les plaquettes sont lavées pour éliminer les impuretés avant d’être introduites dans le raffineur, où des disques contre-rotatifs en acier les écrasent pour en extraire les fibres. La pâte obtenue est traitée au peroxyde d’hydrogène pour dissoudre la lignine et en éclaircir la teinte ; elle passe ensuite par un système d’épuration afin d’éliminer tout résidu indésirable avant son transfert aux cuviers de stockage.
Séparation chimique des fibres et blanchiment
Sur le site d’Iggesund, l’unité de séparation chimique comprend deux lignes parallèles de réduction en pâte et de blanchiment qui traitent les fibres longues de l’épicéa et du pin, ainsi que les fibres courtes du bouleau. Cela permet d’optimiser l’utilisation des fibres tout en facilitant la récupération des produits chimiques et de l’énergie, avec les avantages écologiques associés. Les plaquettes de bois alimentent de grandes cuves verticales appelées « lessiveurs en continu ». Comme leur nom l’indique, ces machines fonctionnent 24 heures sur 24. La matière première est introduite par le haut tandis que la pâte produite est extraite à la base. Au cours de cette phase, les fibres sont traitées à la soude caustique et au sulfure de sodium, à une température de 170 °C, ce qui sépare la majeure partie de la lignine de la cellulose. Les fibres cellulosiques qui constituent la pâte sont alors soumises à une série d’opérations de lavage et d’épuration durant lesquelles la séparation de la lignine se poursuit. La lessive résiduelle passe par un circuit de traitement secondaire qui permet de récupérer 99 % des produits chimiques pour les réutiliser dans les lessiveurs. La lignine dissoute est concentrée par évaporation et sert de substitut au fioul. Ce système de retraitement génère en fait plus d’énergie, sous forme de vapeur et de chaleur, que n’en consomme la fabrique de pâte et contribue donc à l’économie globale de l’installation.
Pour obtenir le blanc pur caractéristique de la pâte blanchie, la pâte écrue doit passer par la ligne de blanchiment. Cette installation moderne conjugue un ensemble de techniques sophistiquées de cuisson, lavage et blanchiment. Le processus démarre dès le lessiveur, avec une cuisson isotherme qui accentue la délignification. Après lavage et épuration, un traitement à l’oxygène permet d’extraire une grande partie de la lignine résiduelle (blanchiment à l’oxygène). Le blanchiment final s’opère au moyen de peroxyde d’hydrogène et de dioxyde de chlore (pas de chlore gazeux). Cela a permis de réduire fortement les émissions nocives pour l’environnement. Après extraction totale de la lignine, la pâte est transférée aux réservoirs de stockage, prête pour la fabrication du carton.
Le procédé de défibrage chimique and bleaching. Cliquez pour agrandir.
Préparation de la pâte
Coupe transversale d’un lessiveur en continu.
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Sur le site d’Iggesund, les deux types de pâte sont directement transférés de la fabrique de pâte aux machines à carton pour produire un carton multijet homogène de couleur blanche. L’usine de pâte est équipée de systèmes de mesure et de contrôle évolués. Ces systèmes, associés à un personnel hautement qualifié, contribuent grandement à garantir la qualité et l’uniformité de la production. Les caractéristiques de la pâte sont affinées avec précision en fonction des exigences de la papeterie.
À Workington, la production de carton intérieur bois repose sur la combinaison de jets intérieurs en pâte mécanique de raffineur blanchie produite sur le site, et de deux jets extérieurs en pâte chimique blanchie. La pâte chimique, dont une partie est produite à Iggesund, se présente sous la forme de feuilles séchées. Elle est reconstituée en suspension aqueuse dans un hydropulpeur – une grande cuve où les feuilles se décomposent pour libérer les fibres.
Des adjuvants sont utilisés pour améliorer le comportement des fibres lors de la formation et en vue de fonctions particulières. L’ajout d’amidon et de colle améliore la résistance et l’hydrophobicité.
Des agents de rétention contribuent à retenir les fibres et les adjuvants pendant la formation de la feuille.
L’emploi de pâte de pure cellulose blanchie pour la fabrication du carton Invercote est garant de qualités esthétiques et fonctionnelles exceptionnelles et d’une parfaite neutralité de goût et d’odeur.
La combinaison des fibres mécaniques et chimiques des différents jets du carton Incada lui confère un niveau très élevé de bouffant, de rigidité, de lissé et de blancheur.
La machine à carton
À Workington comme à Iggesund, les caractéristiques fondamentales des machines à carton sont très similaires. La description ci-dessous s’applique aux deux sites, sauf indication contraire.
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1. Formation multijet
Contrairement au papier, le carton Iggesund est formé de plusieurs jets qui véhiculent les fibres dans la partie humide de la machine à carton. La concentration dans cette partie est de 0,3 % de fibres pour 99,7 % d’eau. Un faible taux de concentration est essentiel pour obtenir une distribution aussi homogène que possible des fibres dans chaque jet. Le premier jet est formé sur une toile plastique laissant l’eau s’égoutter par le bas. Les jets suivants sont stabilisés sur deux toiles supérieures et l’eau est extraite par le haut ou le bas selon la toile et la position sur celle-ci. Les jets de fibres se consolident facilement à l’état humide.
La précision de la distribution des fibres et de la consolidation des jets est essentielle pour les caractéristiques de planéité, de lissé, de résistance et d’aptitude au rainage.
2. Pressage
Quand la bande de carton atteint la section des presses, son humidité est descendue à 80–85 %. La section des presses est importante pour une consolidation régulière de la feuille. Prise en sandwich entre deux feutres, la bande de carton est laminée entre deux rouleaux d’acier. À la sortie du pressage, le taux d’humidité n’est plus que de 60–65 %.
À ce stade sont déterminées les qualités de flexibilité, de rigidité et de machinabilité.
3. Séchage
La sécherie permet un contrôle optimal du séchage. La feuille de carton passe sur des cylindres polis chauffés à la vapeur pour perdre graduellement son humidité. Un système évolué de régulation de la température assure un séchage optimal sans contrainte brutale.
La sécherie établit un profil d’humidité uniforme et contribue à la planéité et à la stabilité.
4. Encollage
Une solution d’amidon pigmentée est appliquée sur une ou les deux faces pour préparer le carton au couchage. L’opération permet de lier les fibres à la surface pour améliorer la densité et l’homogénéité du carton.
Cette opération influe sur les caractéristiques d’imprimabilité, de résistance de surface, de rigidité et de lissé.
5. Calandrage
Le carton est laminé entre des rouleaux d’acier afin d’augmenter le lissé de sa surface. L’opération permet de contrôler l’épaisseur et la densité du carton, mais surtout son lissé.
6. Couchage
La sauce de couchage, de couleur blanche, est appliquée et lissée à la lame sur une ou les deux faces en fonction du produit. Chaque couche est séchée séparément à l’air chaud et aux infrarouges.
Cette partie de la machine peut réaliser un couchage en deux postes sur les deux faces de la feuille afin d’obtenir un degré élevé de blancheur, de lissé et de brillant. Le couchage détermine par ailleurs la tenue des encres et des vernis.
7. Finition de surface
Le brillant définitif est assuré par satinage sur calandre ou brossage. Dans le satinage sur calandre, le carton passe entre un rouleau en acier chauffé et un rouleau en polymère souple. Dans la lisseuse à brosse, il est poli par des brosses rotatives. Ces procédés assurent une surface uniforme et lisse, essentielle pour la qualité de l’impression et du vernissage.
8. Bobinage
Le carton est bobiné sur un long mandrin d’acier, par lot de 30 à 40 tonnes selon le produit. Chaque lot reçoit un code d’identification spécifique qui permet d’en retracer la fabrication jusqu’aux matières premières.
9. Mesures et contrôles en ligne
Des milliers de capteurs fournissent des informations au système de contrôle central. Des mesures par sonde optique sont réalisées en continu sur la feuille en mouvement pour en vérifier l’épaisseur, le grammage, le poids du couchage, le taux d’humidité, la blancheur et la brillance. Ces moyens de contrôle et de régulation sont indispensables au maintien d’une qualité constante et élevée.
10. Satinage sur machine
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La machine à carton de Workington est équipée d’un cylindre frictionneur dans la sécherie. Il porte également le nom de cylindre MG ou Yankee. D’un diamètre supérieur à 6 m, il est chauffé à la vapeur et présente une surface en acier ultra-poli.
La bande de carton, qui contient à ce stade 40 % d’humidité, adhère au cylindre en rotation et sèche à son contact jusqu’à ce que le taux d’humidité soit insuffisant pour conserver l’adhérence. En se séparant du cylindre, la feuille conserve le lissé que lui a conféré l’acier poli et le séchage se poursuit sur des cylindres plus petits.
On obtient ainsi une surface lisse sans perte d’épaisseur, procurant une bonne rigidité par rapport au grammage.
Bobinage et refente
La refente des bobines mères provenant de la machine à carton produit des bobines de largeur et diamètre inférieurs, plus maniables. La largeur dépend de la destination du carton : stockage pour mise en formats ou commande spécifique. Dans ce dernier cas, la bobine est envoyée à l’emballage pour étiquetage et préparation à l’expédition.
Mise en formats
Les coupeuses réalisent la découpe et le comptage des feuilles de carton en fonction de commandes spécifiques ou de formats de stock standards. Nous assurons également le pavillonnage des palettes à des intervalles précis. Les rames, correspondant généralement à 100 feuilles chacune, peuvent être commandées en divers formats. L’Invercote G est disponible en qualité gaufré toilé dans tous les grammages.
Étiquetage
En fin de parcours, le code d’identification interne est remplacé par une étiquette client portant des informations sur la commande et le produit. La traçabilité des lots de fabrication est assurée par les données figurant sur l’étiquette client.
Avantages pour le client
Feuilles équerrées aux dimensions précises. Pas de désalignement des bords sur les bobines. Tranche nette et sans poussière. Comptage exact. Étiquetage clair permettant de retracer le circuit de fabrication et de finition du carton.
Emballage
Le produit fini est emballé mécaniquement. Les bobines sont emballées dans un film de polyéthylène étirable et protégées par des flasques en carton ondulé. Les palettes sont banderolées dans un film de polyéthylène thermorétractable pour garantir une étanchéité parfaite. Il est important de ne pas enlever l’emballage protecteur tant que la température du carton n’est pas en équilibre avec celle de l’imprimerie ou de l’unité de transformation.
Mesures et contrôles
Nous entendons fabriquer des produits de qualité élevée et parfaitement uniforme au sein d’un même lot comme d’un lot ou d’une commande à l’autre ayant le même objet.
Dans ce domaine, si la compétence de l’opérateur reste essentielle, il faut aussi qu’il s’appuie sur des outils et systèmes informatiques de gestion. Plus l’opérateur maîtrise ce qui se passe en différents points, plus l’action corrective sera rapide, qu’elle soit de la main de l’opérateur ou automatique. La stabilisation de la machine entre les différents progammes de fabrication est aussi beaucoup plus rapide, avec à la clé une réduction des pertes et une progression qualitative. Les opérateurs disposent de rapports tendanciels au rythme requis : minute, heure, mois ou à chaque changement d’équipe. Les points critiques de l’installation font l’objet d’une analyse automatique à intervalles réguliers.
Sur la machine à carton, le grammage, le taux d’humidité et l’épaisseur sont mesurés en continu et automatiquement associés aux paramètres du procédé tels que le dosage de la pâte, la pression et la répartition de la vapeur dans la sécherie. Le poids et la brillance de la couche peuvent être analysés en ligne, ainsi que la tension de la feuille, avec des seuils d’alerte de rupture. Des systèmes évolués de vidéosurveillance permettent de repérer les trous et autres défauts de la feuille. En cas de rupture, l’opérateur pourra rapidement en identifier la cause.
Avantages pour le client
Uniformité de la qualité à l’intérieur d’un lot. Qualité constante d’une fourniture à l’autre.
Enduction et contrecollage
Sur le site de Strömsbruk, qui se trouve à proximité d’Iggesund, le carton produit à Iggesund et à Workington est enduit par extrusion de diverses matières plastiques ou contrecollé d’une feuille ou d’un film.
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1. Débobinage
Le carton est chargé en bobine sur la machine.
2. Traitement de la surface
La surface du carton est prétraitée par décharge corona. Le film plastique peut être traité à l’ozone. Ces méthodes favorisent l’adhésion du plastique au carton.
Avantage pour le client
Bonne adhésion du plastique au carton aux températures de fusion, ce qui permet d’éviter tout problème de contamination ou d’odeur dû à l’oxydation des plastiques.
3. Enduction par extrusion
Les granules de polyéthylène (PE), polypropylène (PP) ou polyéthylène téréphtalate (PET) fondent sous l’effet de la chaleur et de la pression dans le canon de l’extrudeuse. La matière en fusion est appliquée sur le carton au travers de la fente de la filière à commande automatique. La régulation thermique joue un rôle clé. Le film de plastique est immédiatement comprimé contre la surface réfrigérée d’un cylindre d’acier, lequel va déterminer, avec les caractéristiques du carton, le fini de la surface plastifiée. En général, les enductions au verso ont une texture grainée (NSO), tandis que le recto présente un fini brillant.
Avantage pour le client
Enduction d’épaisseur uniforme. Spécification du grammage de l’enduction plastique. Rares substances résiduelles affectant le goût et l’odeur. Propriétés barrière sur mesure. Fini de surface suivant spécifications – brillant ou grainé NSO – avec une bonne imprimabilité et une bonne machinabilité pendant les opérations de transformation.
Extrudeuse. Cliquez pour agrandir.
4. Contrecollage
Un poste de débobinage est accessible à la sortie de l’enduction initiale. À partir de ce poste, on peut introduire une feuille ou un film entre le plastique fondu et le cylindre réfrigéré de telle façon que le plastique extrudé joue le rôle d’adhésif.
Avantage pour le client
Plastique servant d’adhésif pour un meilleur lissé de surface et une fonction supplémentaire de barrière.
5. Traitement corona
Le recto enduit est soumis à un traitement à décharge corona qui favorise la prise d’encre. Les enductions une face sont également traitées pour améliorer le thermoscellage et leur aptitude au collage avec les colles émulsion.
Avantage pour le client
Prise d’encre. Thermoscellage. Adhésion avec colles émulsion.
6. Bobinage
Le carton est bobiné sur des mandrins d’acier par lots de 1 à 3 tonnes selon le produit. Chaque bobine reçoit un code d’identification interne.
Avantage pour le client
Les fournitures sont traçables jusqu’à leur fabrication.
Pelliculeuse. Cliquez pour agrandir.
7. Débobinage
La machine à contrecoller possède quatre postes de débobinage.
8. Séchage
Les sécheurs IR (infrarouges) permettent un contrôle dimensionnel des feuilles.
9. Encollage
Les feuilles de carton sont contrecollées au moyen d’une colle à base aqueuse.
10. Laminage
Après encollage, les feuilles sont pressées l’une contre l’autre.
11. Mise en formats et palettisation
Le carton contrecollé est mis en formats et palettisé en ligne.
Finition et emballage
Au terme de la transformation à Strömsbruk, une série d’opérations de finition et de conditionnement sont exécutées de manière analogue à ce qui se fait dans la papeterie.