CMC para la industria del papel: mejora de la resistencia y el tamaño de la superficie

En la industria papelera, el margen entre una hoja premium y una rechazada suele estar en los aditivos. Los fabricantes de papel constantemente equilibran la necesidad de mayores velocidades de las máquinas con la demanda de un papel más resistente y suave.

La carboximetilcelulosa (CMC) a menudo se denomina 'fibra líquida' debido a su similitud química con la pulpa de celulosa. Esto lo convierte en uno de los aditivos más eficaces para aumentar la resistencia en seco y modificar la reología del recubrimiento..

Sin embargo, la CMC utilizada en el extremo húmedo es muy diferente de la CMC utilizada en la prensa encoladora. Elegir una viscosidad o un grado de sustitución incorrectos puede provocar formación de espuma, mala retención o rayas en el recubrimiento. Aquí encontrará una guía para seleccionar el CMC adecuado para su fábrica de papel.

1. El doble papel de la CMC en la fabricación de papel

CMC es versátil porque se puede aplicar en dos etapas diferentes de la máquina de papel.

A. Adición del extremo húmedo (resistencia interna)

• El objetivo: unir las fibras dentro de la lámina.

• El mecanismo: CMC es aniónico. Cuando se usa con una resina catiónica resistente a la humedad o almidón, forma un complejo que une las fibras.

• El beneficio: mejora significativamente la resistencia a la tracción y la resistencia al estallido . También actúa como agente de dispersión, ayudando a distribuir las fibras de manera uniforme para una formación de láminas más uniforme.

B. Dimensionado y revestimiento de superficies (el acabado perfecto)

• El objetivo: sellar la superficie y controlar la absorción de agua/aceite.

• El mecanismo: CMC forma una película continua y resistente sobre la superficie del papel.

• El beneficio: mejora la resistencia al desprendimiento (evitando que las fibras de la superficie se desprendan durante la impresión) y reduce la porosidad. En los colores de recubrimiento, actúa como agente de retención de agua , evitando que el aglutinante migre demasiado rápido al papel base.

(Explore nuestros grados de papel especializados en nuestra Lista de productos de carboximetilcelulosa (CMC) .)

2. Factores de selección clave para los fabricantes de papel

Para optimizar el rendimiento, debe hacer coincidir el grado de CMC con el punto de aplicación específico.

Factor 1: Viscosidad vs. Aplicación

• Para el extremo húmedo: la viscosidad media a alta para maximizar la unión de las fibras. a menudo se prefiere

• Para dimensionamiento de superficies: la baja viscosidad es fundamental. Necesita que la solución penetre ligeramente en la superficie del papel y funcione con un alto contenido de sólidos sin salpicar en la prensa encoladora.

• Para recubrimiento: Se necesita una reología específica para garantizar que la cuchilla de recubrimiento funcione sin problemas (alta estabilidad al corte).

Factor 2: Pureza y contenido de sal

• El estándar: si bien el CMC de grado técnico es más económico, el CMC refinado (mínimo 98 % o 99,5 %) se está convirtiendo en el estándar para las máquinas de alta velocidad.

• Por qué: Las impurezas (como las sales) en grados inferiores pueden causar corrosión en la máquina o afectar la eficiencia de otros aditivos químicos. La alta pureza garantiza una 'funcionabilidad' constante.

Factor 3: Grado de Sustitución (DS)

• El impacto: DS afecta la solubilidad y la formación de películas.

• Recomendación: Un DS de 0,7 a 0,9 es estándar. Sin embargo, para el dimensionamiento de superficies donde se requiere una excelente formación de película para bloquear el aceite o la grasa (por ejemplo, en envases de alimentos), un DS más alto podría ser beneficioso para una mejor uniformidad.

3. Estudios de casos: fuerza y ​​suavidad

Estudio de caso 1: Aumento de la resistencia del cartón corrugado

• Desafío: Un fabricante de cartón reciclado estaba luchando con una baja resistencia al estallido (Mullen) debido a la mala calidad de las fibras recicladas.

• Solución: Agregaron Unionchem CMC de viscosidad media al extremo húmedo.

• Resultado: El CMC mejoró la unión de fibra a fibra. La resistencia al estallido aumentó en un 15 %, lo que permitió a la fábrica utilizar un mayor porcentaje de papel usado más barato y de menor calidad sin sacrificar la calidad.

Estudio de caso 2: Mejora de la calidad de impresión en papel estucado

• Desafío: Un productor de papel estucado enfrentó problemas con el 'moteado' (densidad de impresión desigual) y el polvo durante la impresión offset.

• Solución: Se incorporó un CMC de grado de recubrimiento de baja viscosidad a la formulación del recubrimiento.

• Resultado: El CMC mejoró la retención de agua del color del recubrimiento. Esto evitó que el aglutinante empapara el papel demasiado rápido, dejando más aglutinante en la superficie. El resultado fue una superficie más suave con una excelente resistencia al desgaste y una calidad de impresión nítida.

4. Rentabilidad y sostenibilidad

• Ahorro de energía: al mejorar el drenaje en el extremo húmedo (cuando se usa con ayudas de retención), CMC puede ayudar a que el papel se seque más rápido, reduciendo el consumo de vapor en la sección de secado.

• Respetuoso con el medio ambiente: a medida que la industria se aleja de los recubrimientos plásticos, CMC ofrece una alternativa biodegradable y renovable para crear propiedades de barrera en los envases de alimentos.

Conclusión: La ventaja de la 'fibra líquida'

La carboximetilcelulosa es una poderosa herramienta para el fabricante de papel moderno. Permite el uso de fibras de menor calidad manteniendo la resistencia y crea el acabado superficial de primera calidad que requieren los impresores actuales.

En Unionchem entendemos la hidrodinámica de la máquina de papel. Ofrecemos grados de CMC personalizados que equilibran la viscosidad, la pureza y el costo.

¿Necesita mejorar los parámetros de su papel? Revisa nuestro Especificaciones CMC de grado de papel o comuníquese con nuestro equipo técnico para una prueba.

Preguntas frecuentes (FAQ)

P1: ¿Cómo mejora el CMC la resistencia del papel?

R: La CMC mejora la 'resistencia en seco'. Debido a que la CMC tiene una estructura química similar a la celulosa, se adsorbe en las fibras y crea enlaces de hidrógeno adicionales entre ellas. Esto fortalece la red de fibra, aumentando la resistencia a la tracción y al estallido.

P2: ¿Se puede utilizar CMC para papel de embalaje de alimentos?

R: Sí. El CMC refinado de alta pureza no es tóxico y se usa ampliamente en papel y cartón en contacto con alimentos. Es un excelente formador de película para crear barreras resistentes a la grasa.

P3: ¿Cuál es la diferencia entre CMC 'extremo húmedo' y 'tamaño de superficie'?

R: El CMC 'Wet End' se agrega a la suspensión de pulpa antes de que se forme el papel (generalmente de mayor viscosidad). 'Surface Sizing' CMC se aplica a la hoja de papel seca en la prensa de tamaño (generalmente de baja viscosidad) para sellar la superficie.

P4: ¿CMC ayuda con la retención?

R: Sí, pero indirectamente. Si bien la CMC es aniónica (como las fibras), cuando se usa en un sistema con aditivos catiónicos (como almidón catiónico o PAE), ayuda a formar flóculos que retienen finos y rellenos, mejorando la retención general del primer paso (FPR).