CMC för pappersindustrin: Enhancing Strength & Surface Sizing

Inom pappersindustrin ligger marginalen mellan ett premiumark och ett avslag ofta i tillsatserna. Papperstillverkare balanserar hela tiden behovet av högre maskinhastigheter med kravet på starkare, jämnare papper.

Karboximetylcellulosa (CMC) kallas ofta för 'flytande fibrer' på grund av dess kemiska likhet med cellulosamassa. Detta gör den till en av de mest effektiva tillsatserna för att öka torrstyrkan och modifiera beläggningens reologi.

Den CMC som används i våtänden skiljer sig dock mycket från den CMC som används i limpressen. Att välja fel viskositet eller substitutionsgrad kan leda till skumbildning, dålig retention eller beläggningsränder. Här är en guide för att välja rätt CMC för ditt pappersbruk.

1. CMC:s dubbla roll i papperstillverkning

CMC är mångsidig eftersom den kan appliceras i två olika stadier av pappersmaskinen.

A. Wet End Addition (intern styrka)

• Målet: Att binda samman fibrer i arket.

• Mekanismen: CMC är anjonisk. När det används med en katjonisk våtstyrka eller stärkelse, bildar den ett komplex som överbryggar fibrer.

• Fördelen: Det förbättrar avsevärt draghållfastheten och sprängstyrkan . Det fungerar också som ett dispergeringsmedel och hjälper till att fördela fibrerna jämnt för en mer enhetlig arkbildning.

B. Ytstorlek och beläggning (den perfekta finishen)

• Målet: Att täta ytan och kontrollera vatten/oljeabsorptionen.

• Mekanismen: CMC bildar en kontinuerlig, seg film på pappersytan.

• Fördelen: Det förbättrar plockmotståndet (förhindrar att ytfibrer dras av under utskrift) och minskar porositeten. I beläggningsfärger fungerar det som ett vattenretentionsmedel , vilket förhindrar att bindemedlet migrerar för snabbt in i baspapperet.

(Utforska våra specialiserade papperskvaliteter i vår Karboximetylcellulosa (CMC) produktlista .)

2. Viktiga urvalsfaktorer för papperstillverkare

För att optimera prestandan måste du matcha CMC-graden till den specifika applikationspunkten.

Faktor 1: Viskositet vs. Applicering

• För Wet End: Medium till hög viskositet föredras ofta för att maximera fiberbindningen.

• För ytstorlek: Låg viskositet är avgörande. Du behöver lösningen för att penetrera pappersytan något och köra med hög torrhalt utan att stänka vid storlekspressen.

• För beläggning: En specifik reologi krävs för att säkerställa att beläggningsbladet löper smidigt (hög skjuvningsstabilitet).

Faktor 2: Renhet och saltinnehåll

• Standarden: Även om CMC av teknisk kvalitet är billigare, håller raffinerad CMC (minst 98 % eller 99,5 %) på att bli standarden för höghastighetsmaskiner.

• Varför: Föroreningar (som salter) i lägre kvaliteter kan orsaka korrosion i maskinen eller påverka effektiviteten hos andra kemiska tillsatser. Hög renhet säkerställer konsekvent 'körbarhet.'

Faktor 3: Substitutionsgrad (DS)

• Effekten: DS påverkar löslighet och filmbildning.

• Rekommendation: En DS på 0,7 till 0,9 är standard. För ytlimning där utmärkt filmbildning krävs för att blockera olja eller fett (t.ex. i livsmedelsförpackningar), kan dock en högre DS vara fördelaktigt för bättre enhetlighet.

3. Fallstudier: Styrka och jämnhet

Fallstudie 1: Öka styrkan i wellpapp

• Utmaning: En tillverkare av återvunnen linerboard kämpade med låg spränghållfasthet (Mullen) på grund av den dåliga kvaliteten på återvunna fibrer.

• Lösning: De lade till en Medium-Viscosity Unionchem CMC till den våta delen.

• Resultat: CMC förbättrade fiber-till-fiber-bindningen. Sprängstyrkan ökade med 15 %, vilket gjorde att bruket kunde använda en högre andel billigare, lägre kvalitetspapper utan att göra avkall på kvaliteten.

Fallstudie 2: Förbättra utskriftskvaliteten på bestruket papper

• Utmaning: En tillverkare av bestruket papper stötte på problem med 'fläckar' (ojämn tryckdensitet) och damm vid offsettryck.

• Lösning: Inkorporerade en lågviskös beläggningsgrad CMC i beläggningsformuleringen.

• Resultat: CMC förbättrade beläggningsfärgens vattenretention. Detta hindrade bindemedlet från att tränga in i papperet för snabbt, vilket lämnade mer bindemedel på ytan. Resultatet blev en slätare yta med utmärkt valmotstånd och skarp utskriftskvalitet.

4. Kostnadseffektivitet och hållbarhet

• Spara energi: Genom att förbättra dräneringen i den våta delen (när den används med retentionshjälpmedel) kan CMC hjälpa papperet att torka snabbare, vilket minskar ångförbrukningen i torkdelen.

• Miljövänligt: ​​När industrin går bort från plastbeläggningar erbjuder CMC ett biologiskt nedbrytbart, förnybart alternativ för att skapa barriäregenskaper i livsmedelsförpackningar.

Slutsats: Fördelen med 'flytande fibrer'.

Karboximetylcellulosa är ett kraftfullt verktyg för den moderna papperstillverkaren. Det möjliggör användning av fibrer av lägre kvalitet samtidigt som styrkan bibehålls, och den skapar den förstklassiga ytfinish som krävs av dagens skrivare.

På Unionchem förstår vi pappersmaskinens hydrodynamik. Vi erbjuder skräddarsydda CMC-kvaliteter som balanserar viskositet, renhet och kostnad.

Behöver du förbättra dina pappersparametrar? Granska vår Paper Grade CMC Specifikationer eller kontakta vårt tekniska team för ett test.

Vanliga frågor (FAQ)

F1: Hur förbättrar CMC pappersstyrkan?

S: CMC förbättrar 'Dry Strength' Eftersom CMC har en liknande kemisk struktur som cellulosa, adsorberas den på fibrerna och skapar ytterligare vätebindningar mellan dem. Detta gör fibernätet starkare, vilket ökar drag- och spränghållfastheten.

F2: Kan CMC användas för matförpackningspapper?

A: Ja. Förfinad CMC med hög renhet är giftfri och används ofta i matpapper och kartong. Det är en utmärkt filmbildare för att skapa fettbeständiga barriärer.

F3: Vad är skillnaden mellan 'Wet End' och 'Surface Sizing' CMC?

S: 'Wet End' CMC tillsätts till massaslurryn innan papperet formas (vanligtvis högre viskositet). 'Surface Sizing' CMC appliceras på det torkade pappersarket vid limpressen (vanligtvis låg viskositet) för att täta ytan.

F4: Hjälper CMC med retention?

A: Ja, men indirekt. Även om CMC är anjoniskt (som fibrerna), när det används i ett system med katjoniska tillsatser (som katjonisk stärkelse eller PAE), hjälper det till att bilda flockar som håller kvar finkorn och fyllmedel, vilket förbättrar den övergripande First Pass Retention (FPR).