Carboxymethylcellulose-Natrium für die Papierbeschichtung

Carboxymethylcellulose-Natrium (CMC-Na) ist ein wasserlösliches Polymer, das in der Papierindustrie häufig als Beschichtungsmittel verwendet wird.CMC-Nawird aus Zellulose gewonnen, einem natürlichen Polymer, das in pflanzlichen Zellwänden vorkommt. Die chemische Modifizierung von Cellulose mit Carboxymethylgruppen führt zu einem wasserlöslichen Polymer mit hervorragenden filmbildenden Eigenschaften, was es zu einer idealen Wahl für Papierbeschichtungsanwendungen macht.

Bei der Papierbeschichtung wird eine dünne Schicht eines Beschichtungsmaterials auf die Papieroberfläche aufgetragen, um dessen Bedruckbarkeit, Aussehen und Leistung zu verbessern. Beschichtungsmaterialien können in zwei Kategorien eingeteilt werden: pigmentierte Beschichtungen und nicht pigmentierte Beschichtungen. Pigmentierte Beschichtungen enthalten Farbpigmente, während nicht pigmentierte Beschichtungen klar oder transparent sind. CMC-Na wird aufgrund seiner filmbildenden Eigenschaften und der Fähigkeit, Oberflächeneigenschaften wie Glätte, Glanz und Farbaufnahmefähigkeit zu verbessern, häufig als Bindemittel in nicht pigmentierten Beschichtungen verwendet.

Die Verwendung von CMC-Na bei der Papierbeschichtung bietet mehrere Vorteile, darunter eine verbesserte Haftung der Beschichtung, eine verbesserte Bedruckbarkeit und eine verbesserte Wasserbeständigkeit. In diesem Artikel werden wir diese Vorteile sowie die verschiedenen Faktoren, die die Leistung von CMC-Na in Papierbeschichtungsanwendungen beeinflussen, genauer untersuchen.

Verbesserte Beschichtungshaftung

Einer der Hauptvorteile der Verwendung von CMC-Na bei der Papierbeschichtung ist die Fähigkeit, die Beschichtungshaftung zu verbessern. CMC-Na ist ein hydrophiles Polymer, das mit der hydrophilen Oberfläche von Papierfasern interagieren kann, was zu einer verbesserten Haftung zwischen der Beschichtung und der Papieroberfläche führt. Die Carboxymethylgruppen auf CMC-Na sorgen für eine hohe Dichte negativ geladener Stellen, die ionische Bindungen mit positiv geladenen Gruppen auf den Papierfasern, wie z. B. Amin- oder Carboxylatgruppen, bilden können.

Darüber hinaus kann CMC-Na auch Wasserstoffbrückenbindungen mit den Hydroxylgruppen auf den Zellulosefasern bilden, wodurch die Haftung zwischen der Beschichtung und der Papieroberfläche weiter verbessert wird. Diese verbesserte Haftung führt zu einer gleichmäßigeren Beschichtungsschicht und verringert das Risiko einer Schichtablösung bei nachfolgenden Verarbeitungsschritten wie Kalandrieren oder Drucken.

Verbesserte Druckbarkeit

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von CMC-Na bei der Papierbeschichtung ist die Fähigkeit, die Bedruckbarkeit zu verbessern. CMC-Na kann die Oberflächenglätte von Papier verbessern, indem es die Hohlräume und Hohlräume zwischen den Papierfasern ausfüllt, was zu einer gleichmäßigeren Oberfläche mit weniger Unregelmäßigkeiten führt. Diese verbesserte Glätte kann zu einer besseren Tintenübertragung, einem geringeren Tintenverbrauch und einer verbesserten Druckqualität führen.

Darüber hinaus kann CMC-Na auch die Tintenaufnahmefähigkeit der Papieroberfläche verbessern, indem es eine gleichmäßigere Beschichtungsschicht bildet, die die Tinte gleichmäßig absorbiert und verteilt. Diese verbesserte Tintenaufnahmefähigkeit kann zu schärferen Bildern, einer besseren Farbsättigung und einem geringeren Verschmieren der Tinte führen.

Verbesserte Wasserbeständigkeit

Wasserbeständigkeit ist eine wichtige Eigenschaft von Papierbeschichtungen, insbesondere für Anwendungen, bei denen das Papier Feuchtigkeit oder Nässe ausgesetzt sein kann. CMC-Na kann die Wasserbeständigkeit von Papierbeschichtungen verbessern, indem es eine Sperrschicht bildet, die verhindert, dass Wasser in das Papiersubstrat eindringt.

Die hydrophile Natur von CMC-Na ermöglicht auch die Wechselwirkung mit Wassermolekülen, was zu einer verbesserten Wasserbeständigkeit durch Wasserstoffbrückenbindungen und der Bildung eines interpenetrierenden Polymernetzwerks führt. Der Grad der Wasserbeständigkeit kann durch Anpassung der Konzentration und des Substitutionsgrads von CMC-Na in der Beschichtungsformulierung gesteuert werden.