CMC paperiteollisuudelle: lujuuden ja pinnan mitoituksen parantaminen

Paperiteollisuudessa premium-arkin ja rejektin välinen marginaali on usein lisäaineissa. Paperinvalmistajat tasapainottavat jatkuvasti suurempien koneiden nopeuksien tarvetta vahvemman, sileämmän paperin kysyntään.

Karboksimetyyliselluloosaa (CMC) kutsutaan usein 'nestekuitukseksi', koska se on kemiallisesti samankaltainen kuin selluloosamassa. Tämä tekee siitä yhden tehokkaimmista lisäaineista kuivalujuuden lisäämiseen ja pinnoitteen reologian muokkaamiseen.

Märkäpäässä käytetty CMC on kuitenkin huomattavasti erilainen kuin liimapuristimessa käytetty CMC. Väärän viskositeetin tai substituutioasteen valinta voi johtaa vaahtoamiseen, huonoon retentioon tai pinnoitusraiteisiin. Tässä on opas oikean CMC:n valitsemiseen paperitehtaallesi.

1. CMC:n kaksoisrooli paperinvalmistuksessa

CMC on monipuolinen, koska sitä voidaan käyttää paperikoneen kahdessa eri vaiheessa.

A. Märkäpään lisäys (sisäinen lujuus)

• Tavoite: Liittää kuidut yhteen arkin sisällä.

• Mekanismi: CMC on anioninen. Kationisen märkälujuushartsin tai tärkkelyksen kanssa käytettynä se muodostaa kompleksin, joka yhdistää kuidut.

• Hyöty: Se parantaa merkittävästi vetolujuutta ja murtumislujuutta . Se toimii myös dispergointiaineena ja auttaa jakamaan kuidut tasaisesti tasaisemman arkinmuodostuksen aikaansaamiseksi.

B. Pinnan mitoitus ja pinnoitus (täydellinen viimeistely)

• Tavoite: Tiivistä pinta ja ohjaa veden/öljyn imeytymistä.

• Mekanismi: CMC muodostaa jatkuvan, sitkeän kalvon paperin pinnalle.

• Hyöty: Se parantaa poimintakestävyyttä (estää pintakuitujen irtoamisen tulostuksen aikana) ja vähentää huokoisuutta. Päällystysväreissä se toimii vettä pidättävänä aineena estäen sideainetta siirtymästä liian nopeasti pohjapaperiin.

(Tutustu erikoispaperilaatuihimme sivuillamme Karboksimetyyliselluloosan (CMC) tuoteluettelo .)

2. Paperinvalmistajien tärkeimmät valintatekijät

Suorituskyvyn optimoimiseksi sinun on sovitettava CMC-laatu tiettyyn sovelluskohtaan.

Tekijä 1: Viskositeetti vs. käyttö

• Märkäpää: Keskitasoisesta korkeaan viskositeettia suositellaan usein kuitujen sitoutumisen maksimoimiseksi.

• Pinnan mitoitus: Matala viskositeetti on kriittinen. Liuoksen täytyy tunkeutua hieman paperin pintaan ja käyttää korkealla kiintoainepitoisuudella roiskumatta liimapuristimeen.

• Päällystystä varten: Tarvitaan erityinen reologia, jotta varmistetaan pinnoiteterän tasainen kulku (korkea leikkauskestävyys).

Tekijä 2: Puhtaus ja suolapitoisuus

• Standardi: Vaikka teknisen luokan CMC on halvempi, Refined CMC:stä (vähintään 98 % tai 99,5 %) on tulossa standardi nopeille koneille.

• Miksi: Alempien laatujen epäpuhtaudet (kuten suolat) voivat aiheuttaa korroosiota koneessa tai vaikuttaa muiden kemiallisten lisäaineiden tehokkuuteen. Korkea puhtaus takaa tasaisen 'ajettavuuden'.

Tekijä 3: Korvausaste (DS)

• Vaikutus: DS vaikuttaa liukoisuuteen ja kalvon muodostukseen.

• Suositus: DS 0,7 - 0,9 on vakio. Kuitenkin pintaliimauksessa, jossa vaaditaan erinomaista kalvon muodostusta öljyn tai rasvan estämiseksi (esim. elintarvikepakkauksissa), korkeampi DS saattaa olla hyödyllinen paremman tasaisuuden kannalta.

3. Tapaustutkimukset: Vahvuus ja sileys

Tapaustutkimus 1: Aaltopahvin lujuuden lisääminen

• Haaste: Kierrätetyn lainerin valmistaja kamppaili alhaisen murtumislujuuden (Mullen) kanssa kierrätyskuitujen huonon laadun vuoksi.

• Ratkaisu: He lisäsivät keskiviskositeettisen Unionchem CMC:n märkään päähän.

• Tulos: CMC paransi kuitujen välistä sidosta. Murtumislujuus kasvoi 15 %, jolloin tehdas pystyi käyttämään suuremman prosenttiosuuden halvempaa, huonompilaatuista jätepaperia laadusta tinkimättä.

Tapaustutkimus 2: Tulostuslaadun parantaminen päällystetylle paperille

• Haaste: Päällystetyn paperin valmistaja kohtasi offset-painatuksen aikana 'täplittäisyyttä' (epätasainen tulostustiheys) ja pölyämistä koskevia ongelmia.

• Ratkaisu: Sisällytettiin matalaviskositeettinen pinnoitelaatu CMC pinnoitekoostumukseen.

• Tulos: CMC paransi pinnoitteen värin vedenpidätyskykyä. Tämä esti sideainetta imeytymästä paperiin liian nopeasti, jolloin pinnalle jäi enemmän sideainetta. Tuloksena oli tasaisempi pinta, jolla on erinomainen hankauskestävyys ja terävä tulostuslaatu.

4. Kustannustehokkuus ja kestävyys

• Energiansäästö: parantamalla vedenpoistoa märässä päässä (kun käytetään retentioapuaineiden kanssa), CMC voi auttaa paperia kuivumaan nopeammin ja vähentää höyryn kulutusta kuivausosassa.

• Ympäristöystävällinen: Teollisuuden siirtyessä pois muovipinnoitteista CMC tarjoaa biohajoavan, uusiutuvan vaihtoehdon sulkuominaisuuksien luomiseen elintarvikepakkauksiin.

Johtopäätös: 'Liquid Fiber' -etu

Karboksimetyyliselluloosa on tehokas työkalu nykyaikaiselle paperinvalmistajalle. Se mahdollistaa heikompilaatuisten kuitujen käytön lujuuden säilyttäen, ja se luo nykypäivän tulostimien vaatiman korkealaatuisen pintakäsittelyn.

Unionchemilla . ymmärrämme paperikoneen hydrodynamiikan Tarjoamme räätälöityjä CMC-laatuja, jotka tasapainottavat viskositeetin, puhtauden ja hinnan.

Haluatko parantaa paperiparametrejasi? Tarkista meidän Paperiluokan CMC-tiedot tai ota yhteyttä tekniseen tiimiimme kokeilua varten.

Usein kysytyt kysymykset (FAQ)

Q1: Kuinka CMC parantaa paperin lujuutta?

V: CMC parantaa 'kuivalujuutta'. Koska CMC:llä on samanlainen kemiallinen rakenne kuin selluloosalla, se adsorboituu kuituihin ja luo lisävetysidoksia niiden välille. Tämä tekee kuituverkosta vahvemman, lisää veto- ja murtumislujuutta.

Q2: Voidaanko CMC:tä käyttää elintarvikepakkauspaperiin?

V: Kyllä. Erittäin puhdas, jalostettu CMC on myrkytön ja sitä käytetään laajasti elintarvikepakkauspaperissa ja -kartongissa. Se on erinomainen kalvon muodostaja rasvaa kestävien esteiden luomiseen.

Q3: Mitä eroa on 'Wet End' ja 'Surface Sizing' CMC välillä?

V: 'Wet End' CMC lisätään massalietteeseen ennen paperin muodostumista (yleensä korkeampi viskositeetti). 'Pintamitoitus' CMC:tä levitetään kuivuneelle paperiarkille liimapuristimella (yleensä alhainen viskositeetti) pinnan tiivistämiseksi.

Q4: Auttaako CMC säilyttämiseen?

V: Kyllä, mutta epäsuorasti. Vaikka CMC on anioninen (kuten kuidut), kun sitä käytetään järjestelmässä, jossa on kationisia lisäaineita (kuten kationinen tärkkelys tai PAE), se auttaa muodostamaan hiutaleita, jotka säilyttävät hienojakoiset aineet ja täyteaineet, mikä parantaa yleistä First Pass Retention (FPR) -retentiota.