CMC dla przemysłu papierniczego: zwiększanie wytrzymałości i wymiarowania powierzchni

W przemyśle papierniczym różnica między arkuszem premium a odrzutem często zależy od dodatków. Producenci papieru stale równoważą potrzebę wyższych prędkości maszyn z zapotrzebowaniem na mocniejszy, gładszy papier.

Karboksymetyloceluloza (CMC) jest często nazywana „płynnym włóknem” ze względu na jej chemiczne podobieństwo do masy celulozowej. Czyni to go jednym z najskuteczniejszych dodatków zwiększających wytrzymałość na sucho i modyfikujących reologię powłoki.

Jednakże CMC stosowany w części mokrej znacznie różni się od CMC stosowanego w prasie zaklejającej. Wybór niewłaściwej lepkości lub stopnia podstawienia może prowadzić do pienienia się, słabej retencji lub smug na powłoce. Oto przewodnik dotyczący wyboru odpowiedniego CMC dla Twojej papierni.

1. Podwójna rola CMC w papiernictwie

CMC jest wszechstronny, ponieważ można go zastosować na dwóch różnych etapach pracy maszyny papierniczej.

A. Dodatek części mokrej (wytrzymałość wewnętrzna)

• Cel: połączenie włókien w arkuszu.

• Mechanizm: CMC jest anionowy. W połączeniu z kationową żywicą wodoodporną lub skrobią tworzy kompleks łączący włókna.

• Zaleta: Znacząco poprawia wytrzymałość na rozciąganie i rozrywanie . Działa również jako środek dyspergujący, pomagając równomiernie rozprowadzać włókna, zapewniając bardziej równomierne tworzenie arkusza.

B. Rozmiar i powlekanie powierzchni (idealne wykończenie)

• Cel: uszczelnienie powierzchni i kontrola absorpcji wody/oleju.

• Mechanizm: CMC tworzy ciągłą, twardą warstwę na powierzchni papieru.

• Zaleta: Poprawia odporność na zbieranie (zapobiegając ściąganiu włókien powierzchniowych podczas drukowania) i zmniejsza porowatość. W farbach powłokowych pełni funkcję środka zatrzymującego wodę , zapobiegając zbyt szybkiej migracji spoiwa do papieru bazowego.

(Sprawdź nasze specjalistyczne gatunki papieru w naszym Lista produktów karboksymetylocelulozy (CMC) .)

2. Kluczowe czynniki wyboru dla producentów papieru

Aby zoptymalizować wydajność, należy dopasować gatunek CMC do konkretnego punktu zastosowania.

Czynnik 1: Lepkość a zastosowanie

• W przypadku części mokrej: lepkość od średniej do wysokiej , aby zmaksymalizować wiązanie włókien. Często preferowana jest

• W przypadku wymiarowania powierzchni: niska lepkość jest krytyczna. Roztwór powinien lekko wnikać w powierzchnię papieru i pracować przy dużej zawartości części stałych bez rozpryskiwania się na prasie zaklejającej.

• Do powlekania: Aby zapewnić płynną pracę ostrza powlekającego (wysoka odporność na ścinanie), wymagana jest specyficzna reologia.

Czynnik 2: Czystość i zawartość soli

• Standard: Podczas gdy techniczna klasa CMC jest tańsza, udoskonalona CMC (min. 98% lub 99,5%) staje się standardem dla maszyn szybkich.

• Dlaczego: Zanieczyszczenia (takie jak sole) niższej jakości mogą powodować korozję maszyny lub wpływać na skuteczność innych dodatków chemicznych. Wysoka czystość zapewnia stałą „Pracę”.

Czynnik 3: Stopień substytucji (DS)

• Wpływ: DS wpływa na rozpuszczalność i tworzenie filmu.

• Zalecenie: DS od 0,7 do 0,9 jest standardem. Jednakże w przypadku zaklejania powierzchniowego, gdzie wymagane jest doskonałe tworzenie filmu w celu zablokowania oleju lub smaru (np. w opakowaniach do żywności), wyższy DS może być korzystny dla lepszej jednorodności.

3. Studia przypadków: siła i gładkość

Studium przypadku 1: Zwiększanie wytrzymałości tektury falistej

• Wyzwanie: Producent tektury pochodzącej z recyklingu borykał się z niską wytrzymałością na rozerwanie (Mullen) z powodu złej jakości włókien pochodzących z recyklingu.

• Rozwiązanie: dodano Unionchem CMC o średniej lepkości . Do części mokrej

• Wynik: CMC poprawiło wiązanie między włóknami. Wytrzymałość na rozrywanie wzrosła o 15%, co umożliwiło papierni wykorzystanie większego odsetka tańszej makulatury niższej jakości bez utraty jakości.

Studium przypadku 2: Poprawa jakości druku na papierze powlekanym

• Wyzwanie: Producent papieru powlekanego borykał się z problemem „cętkowania” (nierównej gęstości druku) i pylenia podczas druku offsetowego.

• Rozwiązanie: dodano powłokę CMC o niskiej lepkości . Do receptury powłoki

• Wynik: CMC poprawiło zatrzymywanie wody w kolorze powłoki. Zapobiegało to zbyt szybkiemu wnikaniu spoiwa w papier i pozostawianiu większej ilości spoiwa na powierzchni. Rezultatem była gładsza powierzchnia, doskonała odporność na wyrywanie i ostra jakość druku.

4. Opłacalność i zrównoważony rozwój

• Oszczędność energii: Poprawiając drenaż w części mokrej (w przypadku stosowania środków retencyjnych), CMC może pomóc w szybszym wyschnięciu papieru, zmniejszając zużycie pary w sekcji suszącej.

• Ekologiczne: W miarę odchodzenia branży od powłok z tworzyw sztucznych, CMC oferuje biodegradowalną, odnawialną alternatywę w zakresie tworzenia właściwości barierowych w opakowaniach do żywności.

Wniosek: zaleta „płynnego włókna”.

Karboksymetyloceluloza jest potężnym narzędziem dla współczesnego producenta papieru. Pozwala na użycie włókien o niższej jakości przy zachowaniu wytrzymałości i zapewnia doskonałe wykończenie powierzchni wymagane przez dzisiejsze drukarki.

W Unionchem rozumiemy hydrodynamikę maszyny papierniczej. Oferujemy dostosowane gatunki CMC, które równoważą lepkość, czystość i koszt.

Chcesz poprawić parametry swojego papieru? Przejrzyj nasze Specyfikacje papieru CMC lub skontaktuj się z naszym zespołem technicznym, aby uzyskać wersję próbną.

Często zadawane pytania (FAQ)

P1: W jaki sposób CMC poprawia wytrzymałość papieru?

Odp.: CMC poprawia „wytrzymałość na sucho”. Ponieważ CMC ma podobną strukturę chemiczną do celulozy, adsorbuje się na włóknach i tworzy między nimi dodatkowe wiązania wodorowe. Dzięki temu sieć światłowodowa staje się mocniejsza, zwiększając wytrzymałość na rozciąganie i rozrywanie.

P2: Czy CMC można stosować do papieru do pakowania żywności?

O: Tak. Wysokiej czystości, rafinowany CMC jest nietoksyczny i jest szeroko stosowany w papierze i tekturze przeznaczonej do kontaktu z żywnością. Jest doskonałym środkiem błonotwórczym do tworzenia barier odpornych na tłuszcz.

P3: Jaka jest różnica pomiędzy „Wet End” a „Surface Size” CMC?

Odp.: „Wet End” CMC dodaje się do zawiesiny masy celulozowej przed utworzeniem papieru (zwykle o wyższej lepkości). „Surface Sizing” CMC nakłada się na wysuszony arkusz papieru w prasie zaklejającej (zwykle o niskiej lepkości), aby uszczelnić powierzchnię.

P4: Czy CMC pomaga w utrzymaniu klientów?

Odpowiedź: Tak, ale pośrednio. Chociaż CMC jest anionowy (podobnie jak włókna), stosowany w systemie z dodatkami kationowymi (takimi jak skrobia kationowa lub PAE), pomaga tworzyć kłaczki, które zatrzymują drobne cząstki i wypełniacze, poprawiając ogólną retencję pierwszego przejścia (FPR).