Sodík CMC používaný v papírenském průmyslu

Sodná sůl karboxymethylcelulózy (CMC) je všestranná přísada s četnými aplikacemi v různých průmyslových odvětvích, včetně papírenského průmyslu. Jeho jedinečné vlastnosti a funkce z něj činí nepostradatelnou součást v procesech výroby papíru, přispívající ke kvalitě, výkonu a udržitelnosti výrobků z papíru a lepenky. V tomto obsáhlém průvodci prozkoumáme roli sodíku CMC v papírenském průmyslu, včetně jeho funkcí, výhod, aplikací a dopadu, který má na výrobu a vlastnosti papíru.

Úvod do sodné soli karboxymethylcelulózy (CMC):

Sodná sůl karboxymethylcelulózy (CMC) je ve vodě rozpustný polymer odvozený z celulózy, přírodního polysacharidu, který se nachází ve stěnách rostlinných buněk. CMC se vyrábí ošetřením celulózy hydroxidem sodným a kyselinou monochloroctovou, výsledkem je chemicky modifikovaná sloučenina s jedinečnými vlastnostmi. CMC se vyznačuje vysokou viskozitou, vynikající zadržováním vody, schopností tvořit film a kompatibilitou s jinými materiály. Díky těmto vlastnostem je CMC vhodný pro širokou škálu aplikací v různých průmyslových odvětvích, včetně potravinářství, farmacie, kosmetiky, textilu a výroby papíru.

Přehled procesu výroby papíru:

Než se ponoříme do specifické role sodíku CMC při výrobě papíru, pojďme si stručně zopakovat proces výroby papíru. Výroba papíru zahrnuje několik po sobě jdoucích kroků, včetně rozvlákňování, formování papíru, lisování, sušení a konečné úpravy. Zde je přehled každé fáze:

1. Výroba buničiny: Celulózová vlákna se získávají ze dřeva, recyklovaného papíru nebo jiných surovin pomocí mechanických nebo chemických procesů rozvlákňování.
2. Tvorba papíru: Rozvlákněná vlákna jsou suspendována ve vodě za vzniku vláknité kaše nebo suspenze známé jako buničina. Buničina je pak uložena na pohybující se drátěné pletivo nebo tkaninu, kde voda odtéká a zanechává za sebou mokrý list papíru.
3. Lisování: Mokrý list papíru prochází řadou lisovacích válců, aby se odstranila přebytečná voda a zpevnila se vlákna.
4. Sušení: List lisovaného papíru se suší pomocí tepla a/nebo vzduchu, aby se odstranila zbývající vlhkost a papír se zpevnil.
5. Dokončení: Usušený papír může podstoupit další procesy, jako je potahování, kalandrování nebo řezání, aby se dosáhlo požadovaných vlastností a specifikací.

Role sodné soli karboxymethylcelulózy (CMC) ve výrobě papíru:

Nyní se podívejme na specifické funkce a výhody sodné CMC v různých fázích procesu výroby papíru:

1. Retenční a odvodňovací pomůcka:

Jednou z primárních funkcí sodné soli CMC při výrobě papíru je její role jako retenční a drenážní pomůcka. Zde je návod, jak sodík CMC přispívá k tomuto aspektu:

• Retenční prostředek: Sodík CMC působí jako retenční prostředek tím, že zlepšuje retenci jemných vláken, plniv a přísad v papírové buničině. Jeho vysoká molekulová hmotnost a hydrofilní povaha mu umožňují adsorbovat se na povrchy celulózových vláken a koloidních částic, čímž se zvyšuje jejich retence v listu papíru během formování.
• Pomůcka pro odvodnění: Sodík CMC také slouží jako pomůcka pro odvodnění tím, že zlepšuje rychlost odvodnění vody z papíroviny. Pomáhá vytvářet otevřenější a poréznější strukturu papíru, což umožňuje, aby voda během tvorby papíru mohla účinněji odtékat drátěným pletivem nebo tkaninou. Výsledkem je rychlejší odvodnění, snížená spotřeba energie a zlepšená efektivita stroje v procesu výroby papíru.

2. Síla a pojivo:

Sodík CMC funguje jako pevnost a pojivo při výrobě papíru, zajišťuje soudržnost a integritu listu papíru. Zde je návod, jak zvyšuje pevnost papíru:

• Vnitřní vazba: Sodík CMC tvoří vodíkové vazby s celulózovými vlákny, částicemi plniva a dalšími složkami v papírové buničině. Tato pojiva pomáhají zpevnit matrici papíru a zlepšují spojování mezi vlákny, což má za následek vyšší pevnost v tahu, roztržení a roztržení hotového papíru.
• Vazba vláken: Sodík CMC působí jako pojivo pro vlákna, podporuje adhezi mezi jednotlivými celulózovými vlákny a zabraňuje jejich rozpadu nebo separaci během tvorby papíru a následných zpracovatelských kroků. To zlepšuje strukturální integritu a rozměrovou stálost papíru a snižuje riziko roztržení, třepení nebo zaprášení.

3. Velikost a povrchová úprava:

Sodík CMC se používá ve formulacích pro klížení a potahování povrchu ke zlepšení povrchových vlastností a potiskovatelnosti papíru. Zde je návod, jak zlepšuje kvalitu povrchu papíru:

• Povrchové klížení: Sodná sůl CMC se používá jako činidlo pro povrchové klížení pro zvýšení povrchové pevnosti, hladkosti a citlivosti papíru na inkoust. Vytváří tenký, stejnoměrný film na povrchu listu papíru, snižuje poréznost a zlepšuje rovnoměrnost povrchu. To umožňuje lepší výdrž inkoustu, ostřejší kvalitu tisku a snížení odlupování nebo rozlití tištěných obrázků a textu.
• Pojivo pro nátěry: Sodné CMC slouží jako pojivo ve formulacích pro potahování papíru, které se nanášejí na povrch papíru za účelem dosažení specifických funkčních nebo estetických vlastností. Pomáhá vázat částice pigmentu, plniva a další složky nátěru na povrch papíru, čímž vytváří hladký, lesklý nebo matný povrch. Povlaky na bázi CMC zlepšují optické vlastnosti, povrchový lesk a potiskovatelnost papíru, díky čemuž je vhodný pro vysoce kvalitní tisk a balení.

4. Retenční pomůcka:

Sodík CMC funguje jako retenční pomůcka v procesu výroby papíru, zlepšuje zadržování jemných částic, vláken a přísad v papírové buničině. Jeho vysoká molekulová hmotnost a ve vodě rozpustná povaha mu umožňují adsorbovat se na povrchy celulózových vláken a koloidních částic, čímž se zvyšuje jejich retence v listu papíru během formování. To vede ke zlepšení formování, stejnoměrnosti a pevnostních vlastností hotového papíru.

5. Kontrola reologických vlastností:

Sodium CMC pomáhá kontrolovat reologické vlastnosti papíroviny a nátěrů, což umožňuje lepší zpracovatelnost a výkon. Zde je návod, jak ovlivňuje reologii:

• Kontrola viskozity: Sodík CMC působí jako modifikátor viskozity, který reguluje tokové chování a konzistenci papírové buničiny a nátěrových hmot. Suspenzím propůjčuje pseudoplastické nebo smykové ztenčovací vlastnosti, což znamená, že jejich viskozita klesá pod smykovým napětím (jako je například míchání nebo čerpání) a obnovuje se, když jsou v klidu. To usnadňuje manipulaci, čerpání a aplikaci materiálů, zlepšuje efektivitu procesu a kvalitu produktu.
• Zahušťovadlo: Sodium CMC slouží jako zahušťovadlo v nátěrech a formulacích papíru, zvyšuje jejich viskozitu a zlepšuje jejich stabilitu a pokrytí. Pomáhá kontrolovat tok a usazování povlaků na povrchu papíru a zajišťuje rovnoměrnou tloušťku a rozložení. To zlepšuje optické vlastnosti, potiskovatelnost a povrchovou úpravu papíru, takže je vhodný pro různé tiskové a balicí aplikace.

Aplikace sodné soli karboxymethylcelulózy (CMC) při výrobě papíru:

Sodík CMC se používá v různých papírenských aplikacích pro různé druhy a typy papírových produktů. Některé běžné aplikace zahrnují:

1. Papíry pro tisk a psaní: Sodná sůl CMC se používá v přípravcích pro klížení a povrchovou úpravu pro tisk a psaní papírů, včetně kopírovacího papíru, ofsetového papíru a natírané lepenky. Zlepšuje potiskovatelnost, výdrž inkoustu a hladkost povrchu, což vede k ostřejším a živějším tištěným obrázkům a textu.
2. Balicí papíry: Sodium CMC se používá v balicích papírech a lepenkách, jako jsou skládací kartony, vlnité krabice a papírové tašky. Zlepšuje povrchovou pevnost, tuhost a povrchovou úpravu, zlepšuje vzhled a výkon obalových materiálů.
3. Hedvábné a ručníkové papíry: Sodík CMC se přidává do hedvábných a ručníkových papírů pro zlepšení pevnosti za mokra, měkkosti a savosti. Zlepšuje integritu a trvanlivost listu, což umožňuje lepší zadržování vlhkosti a odolnost proti roztržení v hedvábných výrobcích.
4. Speciální papíry: Sodium CMC nachází uplatnění ve speciálních papírech, jako jsou snímatelné fólie, termální papíry a bezpečnostní papíry. Poskytuje specifické funkce, jako jsou vlastnosti uvolňování, tepelná stabilita a ochrana proti padělkům, aby byly splněny požadavky specializovaných aplikací.

Udržitelnost životního prostředí:

Jednou z klíčových výhod sodíkového CMC při výrobě papíru je jeho ekologická udržitelnost. Jako obnovitelný, biologicky odbouratelný a netoxický materiál nabízí CMC ekologické alternativy k syntetickým přísadám a nátěrům v papírových výrobcích. Jeho biologická rozložitelnost zajišťuje minimální dopad na životní prostředí a podporuje udržitelné lesnické postupy a iniciativy oběhového hospodářství v papírenském průmyslu.

Závěr:

Sodná sůl karboxymethylcelulózy (CMC) hraje zásadní roli v papírenském průmyslu tím, že zvyšuje kvalitu, výkon a udržitelnost výrobků z papíru a lepenky. Jeho multifunkční vlastnosti z něj činí všestranné aditivum pro zlepšení retence, pevnosti, povrchových vlastností a zpracovatelnosti v různých fázích procesu výroby papíru. Od tiskařských a balicích papírů až po hedvábné a speciální papíry, sodná CMC nachází různé aplikace v různých jakostech a typech papírových produktů, čímž přispívá k pokroku technologie výroby papíru a vývoji inovativních materiálů na bázi papíru. Vzhledem k tomu, že poptávka po vysoce kvalitních papírových produktech šetrných k životnímu prostředí neustále roste, zůstává sodná sůl CMC cennou složkou při hledání udržitelnějších a z hlediska zdrojů efektivnějších postupů výroby papíru.