CMC pre papierenský priemysel: Zlepšenie pevnosti a veľkosti povrchu

V papierenskom priemysle je hranica medzi prémiovým listom a odpadom často v prísadách. Výrobcovia papiera neustále vyrovnávajú potrebu vyšších rýchlostí strojov s dopytom po pevnejšom a hladšom papieri.

Karboxymetylcelulóza (CMC) je často označovaná ako „tekutá vláknina“ kvôli svojej chemickej podobnosti s celulózovou buničinou. To z neho robí jednu z najúčinnejších prísad na zvýšenie pevnosti za sucha a úpravu reológie náteru.

Avšak CMC používaná v mokrom konci je značne odlišná od CMC používanej v glejovacom lise. Výber nesprávnej viskozity alebo stupňa substitúcie môže viesť k peneniu, zlej retencii alebo pruhom povlaku. Tu je návod na výber správneho CMC pre vašu papiereň.

1. Dvojaká úloha CMC vo výrobe papiera

CMC je všestranný, pretože ho možno použiť v dvoch rôznych fázach papierenského stroja.

A. Pridanie mokrého konca (vnútorná pevnosť)

• Cieľ: Spojiť vlákna dohromady v rámci listu.

• Mechanizmus: CMC je aniónový. Pri použití s ​​katiónovou živicou alebo škrobom s pevnosťou za mokra vytvára komplex, ktorý premosťuje vlákna.

• Výhoda: Výrazne zlepšuje pevnosť v ťahu a pevnosť v roztrhnutí . Pôsobí tiež ako disperzné činidlo, ktoré pomáha rovnomerne rozložiť vlákna pre rovnomernejšiu tvorbu listu.

B. Veľkosť a povrchová úprava (dokonalá povrchová úprava)

• Cieľ: Utesniť povrch a kontrolovať absorpciu vody/olejov.

• Mechanizmus: CMC vytvára na povrchu papiera súvislý pevný film.

• Výhoda: Zlepšuje odolnosť proti vytrhnutiu (zabraňuje odtrhnutiu povrchových vlákien počas tlače) a znižuje pórovitosť. V náterových farbách pôsobí ako prostriedok na zadržiavanie vody , ktorý zabraňuje príliš rýchlej migrácii spojiva do základného papiera.

(Preskúmajte naše špecializované triedy papiera v našom Zoznam produktov karboxymetylcelulózy (CMC) .

2. Kľúčové faktory výberu pre výrobcov papiera

Ak chcete optimalizovať výkon, musíte triedu CMC prispôsobiť konkrétnemu bodu aplikácie.

Faktor 1: Viskozita vs. aplikácia

• Pre mokré konce: Stredná až vysoká viskozita sa často uprednostňuje, aby sa maximalizovalo spojenie vlákien.

• Pre povrchovú veľkosť: Nízka viskozita je kritická. Potrebujete, aby roztok mierne prenikol do povrchu papiera a pretekal s vysokým obsahom pevných látok bez striekania na glejovací lis.

• Pre povlak: Na zabezpečenie hladkého chodu čepele povlaku je potrebná špecifická reológia (vysoká šmyková stabilita).

Faktor 2: Čistota a obsah soli

• Norma: Zatiaľ čo technická trieda CMC je lacnejšia, rafinovaná CMC (min. 98 % alebo 99,5 %) sa stáva štandardom pre vysokorýchlostné stroje.

• Prečo: Nečistoty (ako soli) v nižších triedach môžu spôsobiť koróziu v stroji alebo ovplyvniť účinnosť iných chemických prísad. Vysoká čistota zaisťuje konzistentnú 'Pobehovateľnosť'

Faktor 3: Stupeň substitúcie (DS)

• Vplyv: DS ovplyvňuje rozpustnosť a tvorbu filmu.

• Odporúčanie: DS 0,7 až 0,9 je štandard. Avšak pri povrchovej veľkosti, kde sa vyžaduje vynikajúca tvorba filmu na blokovanie oleja alebo mastnoty (napr. pri balení potravín), môže byť vyšší DS prospešný pre lepšiu rovnomernosť.

3. Prípadové štúdie: Sila a hladkosť

Prípadová štúdia 1: Zvýšenie pevnosti vlnitej lepenky

• Výzva: Výrobca recyklovanej krycej lepenky zápasil s nízkou pevnosťou v roztrhnutí (Mullen) kvôli nízkej kvalite recyklovaných vlákien.

• Riešenie: pridali strednú viskozitu Unionchem CMC . Do mokrého konca

• Výsledok: CMC zlepšila väzbu medzi vláknami. Pevnosť v roztrhnutí sa zvýšila o 15 %, čo umožnilo závodu použiť vyššie percento lacnejšieho odpadového papiera nižšej kvality bez obetovania kvality.

Prípadová štúdia 2: Zlepšenie kvality tlače na kriedovom papieri

• Výzva: Výrobca natieraného papiera čelil problémom so „škvrnitosťou“ (nerovnomerná hustota tlače) a prachom počas ofsetovej tlače.

• Riešenie: Začlenenie nízkoviskózneho náteru CMC do náterovej formulácie.

• Výsledok: CMC zlepšilo zadržiavanie vody vo farbe náteru. Tým sa zabránilo príliš rýchlemu vsiaknutiu spojiva do papiera a na povrchu zostalo viac spojiva. Výsledkom bol hladší povrch s vynikajúcou odolnosťou proti vytrhnutiu a ostrou kvalitou tlače.

4. Nákladová efektívnosť a udržateľnosť

• Úspora energie: Zlepšením odvodnenia v mokrej časti (pri použití s ​​retenčnými pomôckami) môže CMC pomôcť rýchlejšiemu schnutiu papiera, čím sa zníži spotreba pary v sušiacej časti.

• Ekologické: Keďže sa priemysel vzďaľuje od plastových náterov, CMC ponúka biologicky odbúrateľnú, obnoviteľnú alternatívu na vytváranie bariérových vlastností v obaloch potravín.

Záver: Výhoda 'tekutej vlákniny'.

Karboxymetylcelulóza je výkonný nástroj pre moderného výrobcu papiera. Umožňuje použitie menej kvalitných vlákien pri zachovaní pevnosti a vytvára prémiovú povrchovú úpravu, ktorú vyžadujú dnešné tlačiarne.

V Unioncheme rozumieme hydrodynamike papierenského stroja. Ponúkame prispôsobené triedy CMC, ktoré vyvažujú viskozitu, čistotu a cenu.

Potrebujete zlepšiť parametre papiera? Pozrite si naše Špecifikácie papierovej triedy CMC alebo kontaktujte náš technický tím a požiadajte o skúšku.

Často kladené otázky (FAQ)

Q1: Ako CMC zlepšuje pevnosť papiera?

Odpoveď: CMC zlepšuje 'pevnosť za sucha'. Pretože CMC má podobnú chemickú štruktúru ako celulóza, adsorbuje sa na vlákna a vytvára medzi nimi ďalšie vodíkové väzby. Vďaka tomu je vláknitá sieť silnejšia, zvyšuje sa pevnosť v ťahu a roztrhnutiu.

Q2: Môže sa CMC použiť na papier na balenie potravín?

A: Áno. Vysoko čistý, rafinovaný CMC je netoxický a je široko používaný v papieri a lepenke prichádzajúcej do styku s potravinami. Je to vynikajúci filmotvorný prostriedok na vytváranie bariér odolných voči mastnote.

Q3: Aký je rozdiel medzi 'Wet End' a 'Surface Sizing' CMC?

A: 'Wet End' CMC sa pridáva do kaše buničiny pred vytvorením papiera (zvyčajne vyššia viskozita). 'Surface Sizing' CMC sa nanáša na vysušený papier na glejovacom lise (zvyčajne s nízkou viskozitou), aby sa povrch uzavrel.

Otázka 4: Pomáha CMC pri uchovávaní?

A: Áno, ale nepriamo. Zatiaľ čo CMC je aniónový (ako vlákna), keď sa používa v systéme s katiónovými prísadami (ako katiónový škrob alebo PAE), pomáha vytvárať vločky, ktoré zadržiavajú jemné častice a plnivá, čím zlepšuje celkovú retenciu prvého priechodu (FPR).