CMC pro papírenský průmysl: Zlepšení pevnosti a velikosti povrchu

V papírenském průmyslu je hranice mezi prémiovým archem a zmetkem často v přísadách. Výrobci papíru neustále vyrovnávají potřebu vyšších rychlostí strojů s požadavkem na pevnější a hladší papír.

Karboxymethylcelulóza (CMC) je často označována jako „tekuté vlákno“ kvůli své chemické podobnosti s celulózovou buničinou. To z něj dělá jednu z nejúčinnějších přísad pro zvýšení pevnosti za sucha a úpravu reologie povlaku.

CMC použitá v mokré části se však značně liší od CMC používané v klížícím lisu. Volba nesprávné viskozity nebo stupně substituce může vést k pěnění, špatné retenci nebo šmouhům potahu. Zde je průvodce výběrem správného CMC pro vaši papírnu.

1. Dvojí role CMC ve výrobě papíru

CMC je univerzální, protože může být aplikován ve dvou různých fázích papírenského stroje.

A. Přidání mokrého konce (vnitřní pevnost)

• Cíl: Spojovat vlákna dohromady v listu.

• Mechanismus: CMC je aniontový. Při použití s ​​kationtovou pryskyřicí nebo škrobem s pevností za mokra tvoří komplex, který přemosťuje vlákna.

• Výhoda: Výrazně zlepšuje pevnost v tahu a pevnost v roztržení . Působí také jako disperzní činidlo, které pomáhá rovnoměrně distribuovat vlákna pro rovnoměrnější tvorbu listu.

B. Velikost a povrchová úprava (dokonalá povrchová úprava)

• Cíl: Utěsnit povrch a kontrolovat absorpci vody/oleje.

• Mechanismus: CMC vytváří na povrchu papíru souvislý tuhý film.

• Výhoda: Zlepšuje odolnost proti vytrhávání (zabraňuje odtrhávání povrchových vláken během tisku) a snižuje poréznost. V nátěrových barvách působí jako činidlo zadržující vodu a zabraňuje příliš rychlému přesunu pojiva do základního papíru.

(Prozkoumejte naše specializované třídy papíru v našem Seznam produktů karboxymethylcelulózy (CMC) .

2. Klíčové faktory výběru pro výrobce papíru

Chcete-li optimalizovat výkon, musíte třídu CMC přizpůsobit konkrétnímu aplikačnímu bodu.

Faktor 1: Viskozita versus aplikace

• Pro mokré zakončení: střední až vysoká viskozita . Pro maximalizaci vazby vláken je často preferována

• Pro povrchovou velikost: Nízká viskozita je kritická. Potřebujete, aby roztok lehce pronikl povrchem papíru a běžel s vysokým obsahem pevných látek, aniž by se rozstřikoval na klížícím lisu.

• Pro povlakování: Pro zajištění hladkého chodu povlakovacího kotouče je zapotřebí specifická reologie (vysoká stabilita ve smyku).

Faktor 2: Čistota a obsah soli

• Standard: Zatímco Technical Grade CMC je levnější, Rafined CMC (min. 98 % nebo 99,5 %) se stává standardem pro vysokorychlostní stroje.

• Proč: Nečistoty (jako soli) nižších jakostí mohou způsobit korozi ve stroji nebo ovlivnit účinnost jiných chemických přísad. Vysoká čistota zajišťuje konzistentní 'provozitelnost.'

Faktor 3: Stupeň substituce (DS)

• Dopad: DS ovlivňuje rozpustnost a tvorbu filmu.

• Doporučení: DS 0,7 až 0,9 . Standardní je Avšak pro povrchové klížení, kde je vyžadována vynikající tvorba filmu k zablokování oleje nebo mastnoty (např. v potravinových obalech), může být vyšší DS přínosem pro lepší rovnoměrnost.

3. Případové studie: Síla a hladkost

Případová studie 1: Zvýšení pevnosti vlnité lepenky

• Výzva: Výrobce recyklovaného lamina se potýkal s nízkou pevností v roztržení (Mullen) kvůli špatné kvalitě recyklovaných vláken.

• Řešení: přidali Medium-Viscosity Unionchem CMC . Do mokré části

• Výsledek: CMC zlepšilo vazbu vláken na vlákna. Pevnost v roztržení se zvýšila o 15 %, což umožnilo závodu používat vyšší procento levnějšího sběrového papíru nižší kvality, aniž by došlo ke snížení kvality.

Případová studie 2: Zlepšení kvality tisku na křídovém papíru

• Výzva: Výrobce natíraného papíru čelil problémům s 'strakatostí' (nerovnoměrná hustota tisku) a prachem při ofsetovém tisku.

• Řešení: Začlenění nízkoviskózního povlaku CMC do složení povlaku.

• Výsledek: CMC zlepšilo zadržování vody v barvě nátěru. Tím se zabránilo příliš rychlému vsáknutí pojiva do papíru a na povrchu zůstalo více pojiva. Výsledkem byl hladší povrch s vynikající odolností proti vytrhávání a ostrou kvalitou tisku.

4. Nákladová efektivita a udržitelnost

• Úspora energie: Zlepšením odvodnění v mokré části (při použití s ​​retenčními pomůckami) může CMC pomoci papíru rychleji schnout a snížit spotřebu páry v sekci sušičky.

• Šetrné k životnímu prostředí: Jak se průmysl vzdaluje od plastových povlaků, CMC nabízí biologicky odbouratelnou, obnovitelnou alternativu pro vytváření bariérových vlastností v obalech potravin.

Závěr: Výhoda 'tekuté vlákniny'.

Karboxymethylcelulóza je výkonný nástroj pro moderního výrobce papíru. Umožňuje použití méně kvalitních vláken při zachování pevnosti a vytváří prvotřídní povrchovou úpravu vyžadovanou dnešními tiskárnami.

Ve společnosti Unionchem rozumíme hydrodynamice papírenského stroje. Nabízíme přizpůsobené třídy CMC, které vyvažují viskozitu, čistotu a cenu.

Potřebujete zlepšit parametry papíru? Zkontrolujte naše Specifikace papírové třídy CMC nebo kontaktujte náš technický tým a vyzkoušejte jej.

Často kladené otázky (FAQ)

Q1: Jak CMC zlepšuje pevnost papíru?

Odpověď: CMC zlepšuje 'pevnost za sucha'. Protože CMC má podobnou chemickou strukturu jako celulóza, adsorbuje se na vlákna a vytváří mezi nimi další vodíkové vazby. Díky tomu je vláknová síť silnější, zvyšuje se pevnost v tahu a roztržení.

Q2: Lze CMC použít pro papír na balení potravin?

A: Ano. Vysoce čistý, rafinovaný CMC je netoxický a je široce používán v papírech a kartonech přicházejících do styku s potravinami. Je to vynikající filmotvorný prostředek pro vytváření tukových bariér.

Q3: Jaký je rozdíl mezi 'Wet End' a 'Surface Sizing' CMC?

A: 'Wet End' CMC se přidává do kaše buničiny před vytvořením papíru (obvykle vyšší viskozita). 'Surface Sizing' CMC se aplikuje na vysušený list papíru v klížícím lisu (obvykle s nízkou viskozitou), aby se povrch utěsnil.

Q4: Pomáhá CMC s udržením?

A: Ano, ale nepřímo. Zatímco CMC je aniontová (jako vlákna), při použití v systému s kationtovými přísadami (jako je kationtový škrob nebo PAE) pomáhá vytvářet vločky, které zadržují jemné částice a plniva, čímž zlepšuje celkovou retenci prvního průchodu (FPR).