CMC pour l'industrie du papier : amélioration de la résistance et du dimensionnement des surfaces

Dans l'industrie papetière, la marge entre une feuille de qualité supérieure et un rebut réside souvent dans les additifs. Les fabricants de papier équilibrent constamment le besoin de vitesses de machine plus élevées et la demande d’un papier plus résistant et plus lisse.

La carboxyméthylcellulose (CMC) est souvent appelée « fibre liquide » en raison de sa similitude chimique avec la pâte de cellulose. Cela en fait l’un des additifs les plus efficaces pour augmenter la résistance à sec et modifier la rhéologie des revêtements..

Cependant, le CMC utilisé dans la partie humide est très différent du CMC utilisé dans la presse encolleuse. Choisir une mauvaise viscosité ou un mauvais degré de substitution peut entraîner de la formation de mousse, une mauvaise rétention ou des stries de revêtement. Voici un guide pour sélectionner le CMC adapté à votre usine de papier.

1. Le double rôle du CMC dans la fabrication du papier

Le CMC est polyvalent car il peut être appliqué à deux étapes différentes de la machine à papier.

A. Ajout de l'extrémité humide (résistance interne)

• L’objectif : lier les fibres entre elles au sein de la feuille.

• Le mécanisme :  La CMC est anionique. Lorsqu'il est utilisé avec une résine ou un amidon cationique résistant à l'humidité, il forme un complexe qui relie les fibres.

• L'avantage : il améliore considérablement la résistance à la traction et à l'éclatement . Il agit également comme agent de dispersion, aidant à répartir les fibres uniformément pour une formation de feuille plus uniforme.

B. Dimensionnement et revêtement de surface (la finition parfaite)

• L’objectif : sceller la surface et contrôler l’absorption d’eau/huile.

• Le mécanisme : Le CMC forme un film continu et résistant sur la surface du papier.

• L'avantage : il améliore la résistance au crochetage (empêchant les fibres de surface de s'arracher pendant l'impression) et réduit la porosité. Dans les couleurs de couchage, il agit comme un agent de rétention d'eau , empêchant le liant de migrer trop rapidement dans le papier support.

(Découvrez nos qualités de papier spécialisées dans notre Liste des produits de carboxyméthylcellulose (CMC) .)

2. Facteurs clés de sélection pour les papetiers

Pour optimiser les performances, vous devez faire correspondre la qualité CMC au point d'application spécifique.

Facteur 1 : viscosité par rapport à l'application

• Pour l'extrémité humide : une viscosité moyenne à élevée est souvent préférée pour maximiser la liaison des fibres.

• Pour le dimensionnement des surfaces : une faible viscosité est essentielle. Vous avez besoin que la solution pénètre légèrement dans la surface du papier et fonctionne à haute teneur en solides sans éclabousser la presse d'encollage.

• Pour l'enduction : Une rhéologie spécifique est nécessaire pour assurer le bon fonctionnement de la lame d'enduction (forte stabilité au cisaillement).

Facteur 2 : Pureté et teneur en sel

• La norme : alors que le CMC de qualité technique est moins cher, le CMC raffiné (min 98 % ou 99,5 %) devient la norme pour les machines à grande vitesse.

• Pourquoi : Les impuretés (comme les sels) des qualités inférieures peuvent provoquer de la corrosion dans la machine ou affecter l'efficacité d'autres additifs chimiques. Une pureté élevée garantit une « fonctionnalité ».

Facteur 3 : Degré de substitution (DS)

• L'impact : DS affecte la solubilité et la formation du film.

• Recommandation :  un DS de 0,7 à 0,9 est standard. Cependant, pour l'encollage de surfaces où une excellente formation de film est requise pour bloquer l'huile ou la graisse (par exemple dans les emballages alimentaires), un DS plus élevé pourrait être bénéfique pour une meilleure uniformité.

3. Études de cas : résistance et douceur

Étude de cas 1 : Renforcer la résistance du carton ondulé

• Défi : Un fabricant de carton doublure recyclé était aux prises avec une faible résistance à l'éclatement (Mullen) en raison de la mauvaise qualité des fibres recyclées.

• Solution : Ils ont ajouté un CMC Unionchem à viscosité moyenne à la partie humide.

• Résultat : Le CMC a amélioré la liaison fibre à fibre. La résistance à l'éclatement a augmenté de 15 %, permettant à l'usine d'utiliser un pourcentage plus élevé de vieux papiers moins chers et de qualité inférieure sans sacrifier la qualité.

Étude de cas 2 : Améliorer la qualité d'impression sur papier couché

• Défi : Un producteur de papier couché était confronté à des problèmes de « marbrures » (densité d'impression inégale) et de poussière lors de l'impression offset.

• Solution : Incorporation d'une CMC de qualité revêtement à faible viscosité dans la formulation du revêtement.

• Résultat : Le CMC a amélioré la rétention d'eau de la couleur du revêtement. Cela empêchait le liant de pénétrer trop rapidement dans le papier, laissant davantage de liant à la surface. Le résultat était une surface plus lisse avec une excellente résistance au crochetage et une qualité d'impression nette.

4. Rentabilité et durabilité

• Économie d'énergie : en améliorant le drainage dans la partie humide (lorsqu'il est utilisé avec des aides à la rétention), le CMC peut aider le papier à sécher plus rapidement, réduisant ainsi la consommation de vapeur dans la section séchoir.

• Respectueux de l'environnement : Alors que l'industrie s'éloigne des revêtements plastiques, CMC propose une alternative biodégradable et renouvelable pour créer des propriétés barrières dans les emballages alimentaires.

Conclusion : l'avantage de la « fibre liquide »

La carboxyméthylcellulose est un outil puissant pour le fabricant de papier moderne. Il permet d'utiliser des fibres de qualité inférieure tout en conservant la résistance, et crée la finition de surface haut de gamme requise par les imprimeurs d'aujourd'hui.

Chez Unionchem , nous comprenons l'hydrodynamique de la machine à papier. Nous proposons des qualités CMC sur mesure qui équilibrent la viscosité, la pureté et le coût.

Besoin d'améliorer les paramètres de votre papier ? Consultez notre Spécifications CMC de qualité papier ou contactez notre équipe technique pour un essai.

Foire aux questions (FAQ)

Q1 : Comment CMC améliore-t-il la résistance du papier ?

R : La CMC améliore la « résistance à sec ». Parce que la CMC a une structure chimique similaire à celle de la cellulose, elle s'adsorbe sur les fibres et crée des liaisons hydrogène supplémentaires entre elles. Cela rend le réseau de fibres plus solide, augmentant ainsi la résistance à la traction et à l'éclatement.

Q2 : Le CMC peut-il être utilisé pour le papier d’emballage alimentaire ?

R : Oui. La CMC raffinée de haute pureté est non toxique et est largement utilisée dans le papier et le carton destinés à entrer en contact avec les aliments. C'est un excellent filmogène pour créer des barrières résistantes aux graisses.

Q3 : Quelle est la différence entre le CMC « Partie humide » et le « Dimensionnement de surface » ?

R : La CMC « extrémité humide » est ajoutée à la pâte à papier avant la formation du papier (généralement une viscosité plus élevée). 'Encollage de surface' La CMC est appliquée sur la feuille de papier séchée au niveau de la presse encolleuse (généralement à faible viscosité) pour sceller la surface.

Q4 : CMC contribue-t-il à la rétention ?

R : Oui, mais indirectement. Bien que la CMC soit anionique (comme les fibres), lorsqu'elle est utilisée dans un système avec des additifs cationiques (comme l'amidon cationique ou le PAE), elle aide à former des flocs qui retiennent les fines et les charges, améliorant ainsi la rétention globale au premier passage (FPR).