CMC za industriju papira: Povećanje čvrstoće i veličine površine

U industriji papira razlika između vrhunskog lista i otpada često leži u aditivima. Proizvođači papira stalno balansiraju između potrebe za većim brzinama strojeva i potražnje za jačim, glatkijim papirom.

Karboksimetil celuloza (CMC) često se naziva 'tekućim vlaknima' zbog svoje kemijske sličnosti s celuloznom pulpom. To ga čini jednim od najučinkovitijih aditiva za povećanje suhe čvrstoće i modificiranje reologije premaza.

Međutim, CMC koji se koristi u mokrom dijelu uvelike se razlikuje od CMC koji se koristi u preši za veličanje. Odabir pogrešnog viskoziteta ili stupnja supstitucije može dovesti do pjenjenja, lošeg zadržavanja ili tragova premaza. Ovdje je vodič za odabir pravog CMC-a za vašu tvornicu papira.

1. Dvostruka uloga CMC-a u proizvodnji papira

CMC je svestran jer se može primijeniti u dvije različite faze papirnog stroja.

A. Dodatak mokrom kraju (unutarnja čvrstoća)

• Cilj: spojiti vlakna unutar ploče.

• Mehanizam: CMC je anionski. Kada se koristi s kationskom smolom otpornom na mokro djelovanje ili škrobom, stvara kompleks koji premošćuje vlakna.

• Prednost: značajno poboljšava vlačnu čvrstoću i snagu pucanja . Također djeluje kao sredstvo za disperziju, pomažući u ravnomjernoj raspodjeli vlakana za jednoličniju formaciju lista.

B. Dimenzioniranje i premazivanje površine (savršena završna obrada)

• Cilj: Zabrtviti površinu i kontrolirati upijanje vode/ulja.

• Mehanizam: CMC stvara kontinuirani, čvrsti film na površini papira.

• Prednost: poboljšava otpornost na trganje (sprječava otkidanje površinskih vlakana tijekom ispisa) i smanjuje poroznost. U bojama za premazivanje, djeluje kao sredstvo za zadržavanje vode , sprječavajući prebrzu migraciju veziva u osnovni papir.

(Istražite naše specijalizirane vrste papira u našem Popis proizvoda karboksimetil celuloze (CMC) .)

2. Ključni čimbenici odabira za proizvođače papira

Kako biste optimizirali učinak, morate uskladiti CMC ocjenu s određenom točkom primjene.

Faktor 1: Viskoznost u odnosu na primjenu

• Za Wet End: Srednja do visoka viskoznost često se preferira kako bi se povećalo spajanje vlakana.

• Za dimenzioniranje površine: Niska viskoznost je kritična. Potrebno vam je da rješenje lagano prodre u površinu papira i radi s visokim udjelom krutih tvari bez prskanja na preši za veličanje.

• Za premazivanje: potrebna je posebna reologija kako bi se osiguralo glatko kretanje oštrice za premazivanje (visoka stabilnost na smicanje).

Faktor 2: Čistoća i sadržaj soli

• Standard: Dok je CMC tehničke kvalitete jeftiniji, pročišćeni CMC (min. 98% ili 99,5%) postaje standard za strojeve velike brzine.

• Zašto: Nečistoće (poput soli) u nižim stupnjevima mogu uzrokovati koroziju u stroju ili utjecati na učinkovitost drugih kemijskih dodataka. Visoka čistoća osigurava dosljednu 'pokretljivost'.

Faktor 3: Stupanj supstitucije (DS)

• Utjecaj: DS utječe na topljivost i stvaranje filma.

• Preporuka: DS od 0,7 do 0,9 je standard. Međutim, za dimenzioniranje površine gdje je potrebno izvrsno stvaranje filma za blokiranje ulja ili masnoće (npr. u pakiranju hrane), viši DS bi mogao biti koristan za bolju ujednačenost.

3. Studije slučaja: Snaga i glatkoća

Studija slučaja 1: Povećanje čvrstoće valovitog kartona

• Izazov: Proizvođač recikliranih obloga borio se s niskom otpornošću na pucanje (Mullen) zbog loše kvalitete recikliranih vlakana.

• Rješenje: Dodali su Unionchem CMC srednje viskoznosti na mokri dio.

• Rezultat: CMC je poboljšao spajanje vlakna na vlakno. Snaga pucanja povećana je za 15%, što je tvornici omogućilo korištenje većeg postotka jeftinijeg starog papira niže kvalitete bez žrtvovanja kvalitete.

Studija slučaja 2: Poboljšanje kvalitete ispisa na premazanom papiru

• Izazov: Proizvođač premazanog papira suočio se s problemima s 'mrljavosti' (neujednačena gustoća tiska) i stvaranjem prašine tijekom ofsetnog tiska.

• Rješenje: uvršten je CMC premaz niske viskoznosti . U formulaciju premaza

• Rezultat: CMC je poboljšao zadržavanje vode u boji premaza. To je spriječilo da se vezivo prebrzo upije u papir, ostavljajući više veziva na površini. Rezultat je bila glatkija površina s izvrsnom otpornošću na trganje i oštrom kvalitetom ispisa.

4. Isplativost i održivost

• Ušteda energije: Poboljšanjem drenaže na mokrom kraju (kada se koristi s pomagalima za zadržavanje), CMC može pomoći bržem sušenju papira, smanjujući potrošnju pare u odjeljku za sušenje.

• Ekološki prihvatljiv: Kako se industrija udaljava od plastičnih premaza, CMC nudi biorazgradivu, obnovljivu alternativu za stvaranje svojstava barijere u pakiranju hrane.

Zaključak: Prednost 'tekućih vlakana'.

Karboksimetil celuloza moćan je alat za moderne proizvođače papira. Omogućuje korištenje vlakana niže kvalitete uz zadržavanje čvrstoće i stvara vrhunsku površinsku obradu kakvu zahtijevaju današnji pisači.

U Unionchemu razumijemo hidrodinamiku papirnog stroja. Nudimo prilagođene CMC kvalitete koje uravnotežuju viskoznost, čistoću i cijenu.

Trebate poboljšati parametre papira? Pregledajte naše Paper Grade CMC Specifikacije ili se obratite našem tehničkom timu za probu.

Često postavljana pitanja (FAQ)

P1: Kako CMC poboljšava čvrstoću papira?

O: CMC poboljšava 'Čvrstoću na suhom' Budući da CMC ima sličnu kemijsku strukturu kao celuloza, adsorbira se na vlakna i stvara dodatne vodikove veze između njih. To čini mrežu vlakana jačom, povećavajući vlačnu čvrstoću i snagu pucanja.

P2: Može li se CMC koristiti za papir za pakiranje hrane?

O: Da. Rafinirani CMC visoke čistoće je netoksičan i naširoko se koristi u papiru i kartonu koji dolaze u kontakt s hranom. Izvrstan je stvaratelj filma za stvaranje barijera otpornih na masnoću.

P3: Koja je razlika između 'Wet End' i 'Surface Sizing' CMC?

O: 'Wet End' CMC se dodaje kaši pulpe prije formiranja papira (obično veće viskoznosti). 'Dimenzioniranje površine' CMC se nanosi na osušeni list papira u preši (obično niske viskoznosti) kako bi se zapečatila površina.

P4: Pomaže li CMC u zadržavanju?

O: Da, ali neizravno. Dok je CMC anionski (kao i vlakna), kada se koristi u sustavu s kationskim dodacima (kao što je kationski škrob ili PAE), pomaže u formiranju flokula koje zadržavaju sitne čestice i punila, poboljšavajući ukupno zadržavanje prvog prolaza (FPR).