CMC til papirindustrien: Enhancing Strength & Surface Sizing

I papirindustrien ligger margenen mellem et premiumark og et afslag ofte i tilsætningsstofferne. Papirproducenter balancerer konstant behovet for højere maskinhastigheder med efterspørgslen efter stærkere, glattere papir.

Carboxymethylcellulose (CMC) omtales ofte som 'flydende fiber' på grund af dets kemiske lighed med cellulosemasse. Dette gør det til et af de mest effektive additiver til at øge tørstyrken og modificere belægningens reologi.

Imidlertid er den CMC, der bruges i den våde ende, meget forskellig fra den CMC, der bruges i størrelsespressen. Valg af forkert viskositet eller substitutionsgrad kan føre til skumdannelse, dårlig fastholdelse eller belægningsstriber. Her er en guide til at vælge den rigtige CMC til din papirfabrik.

1. CMC's dobbeltrolle i papirfremstilling

CMC er alsidig, fordi den kan anvendes på to forskellige stadier af papirmaskinen.

A. Wet End Addition (intern styrke)

• Målet: At binde fibre sammen i pladen.

• Mekanismen: CMC er anionisk. Når det bruges sammen med en kationisk vådstyrkeharpiks eller stivelse, danner den et kompleks, der bygger bro mellem fibre.

• Fordelen: Det forbedrer trækstyrken og sprængstyrken markant . Det fungerer også som et dispergeringsmiddel, der hjælper med at fordele fibre jævnt for en mere ensartet pladedannelse.

B. Overflademål og belægning (den perfekte finish)

• Målet: At forsegle overfladen og kontrollere vand/olie-absorption.

• Mekanismen: CMC danner en kontinuerlig, sej film på papiroverfladen.

• Fordelen: Det forbedrer plukmodstanden (forhindrer overfladefibre i at blive trukket af under udskrivning) og reducerer porøsiteten. I belægningsfarver virker det som et vandtilbageholdelsesmiddel , der forhindrer bindemidlet i at migrere for hurtigt ind i basispapiret.

(Udforsk vores specialiserede papirkvaliteter i vores Carboxymethyl Cellulose (CMC) produktliste .)

2. Nøglevalgsfaktorer for papirproducenter

For at optimere ydeevnen skal du matche CMC-kvaliteten til det specifikke anvendelsespunkt.

Faktor 1: Viskositet vs. påføring

• For Wet End: Medium til høj viskositet foretrækkes ofte for at maksimere fiberbinding.

• Til overfladestørrelse: Lav viskositet er kritisk. Du skal bruge opløsningen til at trænge lidt ind i papiroverfladen og køre med højt tørstofindhold uden at sprøjte ved størrelsespressen.

• Til belægning: En specifik rheologi er nødvendig for at sikre, at belægningsbladet kører jævnt (høj forskydningsstabilitet).

Faktor 2: Renhed og saltindhold

• Standarden: Mens Technical Grade CMC er billigere, er raffineret CMC (min. 98 % eller 99,5 %) ved at blive standarden for højhastighedsmaskiner.

• Hvorfor: Urenheder (som salte) i lavere kvaliteter kan forårsage korrosion i maskinen eller påvirke effektiviteten af ​​andre kemiske tilsætningsstoffer. Høj renhed sikrer ensartet 'løbbarhed'.

Faktor 3: Substitutionsgrad (DS)

• Virkningen: DS påvirker opløselighed og filmdannelse.

• Anbefaling: En DS på 0,7 til 0,9 er standard. For overfladelimning, hvor der kræves fremragende filmdannelse for at blokere olie eller fedt (f.eks. i fødevareemballage), kan en højere DS være fordelagtig for bedre ensartethed.

3. Casestudier: Styrke og glathed

Casestudie 1: Forøgelse af styrke i bølgepap

• Udfordring: En producent af genanvendt linerboard kæmpede med lav sprængstyrke (Mullen) på grund af den dårlige kvalitet af genbrugsfibre.

• Løsning: De tilføjede en Medium-Viscosity Unionchem CMC til den våde ende.

• Resultat: CMC'en forbedrede fiber-til-fiber-binding. Sprængstyrken steg med 15 %, hvilket gjorde det muligt for møllen at bruge en højere procentdel af billigere affaldspapir af lavere kvalitet uden at ofre kvaliteten.

Casestudie 2: Forbedring af udskriftskvalitet på bestrøget papir

• Udfordring: En producent af bestrøget papir stod over for problemer med 'pletter' (ujævn printtæthed) og støvdannelse under offsettryk.

• Løsning: Indarbejdet en lavviskositets-coating-grade CMC i coating-formuleringen.

• Resultat: CMC'en forbedrede vandretentionen af ​​belægningsfarven. Dette forhindrede bindemidlet i at trænge for hurtigt ind i papiret, hvilket efterlod mere bindemiddel på overfladen. Resultatet var en glattere overflade med fremragende modstandsdygtighed over for pluk og skarp printkvalitet.

4. Omkostningseffektivitet og bæredygtighed

• Energibesparelse: Ved at forbedre dræningen i den våde ende (når det bruges sammen med tilbageholdelseshjælpemidler), kan CMC hjælpe papiret med at tørre hurtigere, hvilket reducerer dampforbruget i tørresektionen.

• Miljøvenlig: Efterhånden som industrien bevæger sig væk fra plastbelægninger, tilbyder CMC et biologisk nedbrydeligt, vedvarende alternativ til at skabe barriereegenskaber i fødevareemballage.

Konklusion: Fordelen med 'flydende fibre'.

Carboxymethylcellulose er et kraftfuldt værktøj til den moderne papirproducent. Det giver mulighed for at bruge fibre af lavere kvalitet, samtidig med at styrken bevares, og det skaber den førsteklasses overfladefinish, der kræves af nutidens printere.

Hos Unionchem forstår vi papirmaskinens hydrodynamik. Vi tilbyder skræddersyede CMC-kvaliteter, der balancerer viskositet, renhed og pris.

Har du brug for at forbedre dine papirparametre? Gennemgå vores Paper Grade CMC Specifikationer eller kontakt vores tekniske team for en prøvetur.

Ofte stillede spørgsmål (FAQ)

Q1: Hvordan forbedrer CMC papirstyrken?

A: CMC forbedrer 'tørstyrken' Fordi CMC har en lignende kemisk struktur som cellulose, adsorberer den på fibrene og skaber yderligere hydrogenbindinger mellem dem. Dette gør fibernettet stærkere, hvilket øger træk- og sprængstyrken.

Q2: Kan CMC bruges til fødevareemballagepapir?

A: Ja. Raffineret CMC med høj renhed er ikke-toksisk og er meget udbredt i fødevarekontaktpapir og karton. Det er en fremragende filmdanner til at skabe fedtbestandige barrierer.

Q3: Hvad er forskellen mellem 'Wet End' og 'Surface Sizing' CMC?

A: 'Wet End' CMC tilsættes til pulpopslæmningen, før papiret dannes (normalt højere viskositet). 'Surface Sizing' CMC påføres det tørrede papirark ved størrelsespressen (normalt lav viskositet) for at forsegle overfladen.

Q4: Hjælper CMC med fastholdelse?

A: Ja, men indirekte. Mens CMC er anionisk (ligesom fibrene), når det bruges i et system med kationiske tilsætningsstoffer (som kationisk stivelse eller PAE), hjælper det med at danne flokke, der tilbageholder fine partikler og fyldstoffer, hvilket forbedrer den overordnede First Pass Retention (FPR).