Sodium CMC utilisé dans l'industrie de la fabrication du papier

La carboxyméthylcellulose de sodium (CMC) est un additif polyvalent avec de nombreuses applications dans diverses industries, notamment l'industrie papetière. Ses propriétés et fonctionnalités uniques en font un composant indispensable dans les processus de fabrication du papier, contribuant à la qualité, aux performances et à la durabilité des produits en papier et carton. Dans ce guide complet, nous explorerons le rôle de la CMC de sodium dans l'industrie papetière, y compris ses fonctions, ses avantages, ses applications et son impact sur la production et les propriétés du papier.

Introduction à la carboxyméthylcellulose de sodium (CMC) :

La carboxyméthylcellulose de sodium (CMC) est un polymère hydrosoluble dérivé de la cellulose, un polysaccharide naturel présent dans les parois cellulaires végétales. La CMC est produite en traitant la cellulose avec de l'hydroxyde de sodium et de l'acide monochloroacétique, ce qui donne un composé chimiquement modifié aux propriétés uniques. La CMC se caractérise par sa viscosité élevée, son excellente rétention d'eau, sa capacité filmogène et sa compatibilité avec d'autres matériaux. Ces propriétés rendent le CMC adapté à un large éventail d'applications dans diverses industries, notamment l'alimentation, les produits pharmaceutiques, les cosmétiques, les textiles et la fabrication du papier.

Aperçu du processus de fabrication du papier :

Avant d'aborder le rôle spécifique de la CMC de sodium dans la fabrication du papier, passons brièvement en revue le processus de fabrication du papier. La fabrication du papier implique plusieurs étapes séquentielles, notamment la réduction en pâte, la formation du papier, le pressage, le séchage et la finition. Voici un aperçu de chaque étape :

1. Mise en pâte : Les fibres cellulosiques sont extraites du bois, du papier recyclé ou d'autres matières premières par des procédés de réduction en pâte mécaniques ou chimiques.
2. Formation du papier : Les fibres réduites en pâte sont mises en suspension dans l'eau pour former une bouillie ou une suspension fibreuse appelée pâte. La pâte est ensuite déposée sur un treillis métallique ou un tissu en mouvement, où l'eau s'écoule, laissant derrière elle une feuille de papier humide.
3. Pressage : La feuille de papier humide passe à travers une série de rouleaux presseurs pour éliminer l'excès d'eau et consolider les fibres.
4. Séchage : La feuille de papier pressée est séchée à la chaleur et/ou à l'air pour éliminer l'humidité restante et renforcer le papier.
5. Finition : Le papier séché peut subir des processus supplémentaires tels que le revêtement, le calandrage ou la découpe pour obtenir les propriétés et spécifications souhaitées.

Rôle de la carboxyméthylcellulose de sodium (CMC) dans la fabrication du papier :

Explorons maintenant les fonctions et les avantages spécifiques de la CMC sodique dans les différentes étapes du processus de fabrication du papier :

1. Aide à la rétention et au drainage :

L’une des principales fonctions de la CMC sodique dans la fabrication du papier est son rôle d’aide à la rétention et au drainage. Voici comment le sodium CMC contribue à cet aspect :

• Aide à la rétention : Le sodium CMC agit comme un aide à la rétention en améliorant la rétention des fibres fines, des charges et des additifs dans la pâte à papier. Son poids moléculaire élevé et sa nature hydrophile lui permettent de s'adsorber sur les surfaces des fibres de cellulose et des particules colloïdales, améliorant ainsi leur rétention dans la feuille de papier lors de la formation.
• Aide au drainage : Le sodium CMC sert également d'aide au drainage en améliorant le taux de drainage de l'eau de la pâte à papier. Il aide à créer une structure de papier plus ouverte et poreuse, permettant à l'eau de s'écouler plus efficacement à travers le treillis métallique ou le tissu pendant la formation du papier. Cela se traduit par une déshydratation plus rapide, une consommation d’énergie réduite et une efficacité améliorée de la machine dans le processus de fabrication du papier.

2. Résistance et agent liant :

Le sodium CMC fonctionne comme un agent de résistance et de liant dans la fabrication du papier, assurant cohésion et intégrité à la feuille de papier. Voici comment cela améliore la résistance du papier :

• Liaison interne : Le sodium CMC forme des liaisons hydrogène avec les fibres de cellulose, les particules de charge et d'autres composants de la pâte à papier. Ces liaisons contribuent à renforcer la matrice du papier et à améliorer la liaison entre les fibres, ce qui se traduit par des propriétés de résistance à la traction, à la déchirure et à l'éclatement plus élevées dans le papier fini.
• Liaison des fibres : le sodium CMC agit comme un liant des fibres, favorisant l'adhésion entre les fibres de cellulose individuelles et empêchant leur désintégration ou leur séparation pendant la formation du papier et les étapes de traitement ultérieures. Cela améliore l'intégrité structurelle et la stabilité dimensionnelle du papier, réduisant ainsi le risque de déchirure, de peluche ou de poussière.

3. Dimensionnement et revêtement de surface :

Le sodium CMC est utilisé dans les formulations d’encollage et de revêtement de surface pour améliorer les propriétés de surface et l’imprimabilité du papier. Voici comment cela améliore la qualité de la surface du papier :

• Encollage de surface : Le sodium CMC est appliqué comme agent d'encollage de surface pour améliorer la résistance de la surface, la douceur et la réceptivité à l'encre du papier. Il forme un film fin et uniforme sur la surface de la feuille de papier, réduisant ainsi la porosité et améliorant l'uniformité de la surface. Cela permet une meilleure tenue de l’encre, une qualité d’impression plus nette et une réduction des bavures ou des bavures des images et du texte imprimés.
• Liant de revêtement : Le sodium CMC sert de liant dans les formulations de revêtement du papier, qui sont appliquées sur la surface du papier pour obtenir des propriétés fonctionnelles ou esthétiques spécifiques. Il aide à lier les particules de pigment, les charges et autres ingrédients de revêtement à la surface du papier, formant ainsi une finition lisse, brillante ou mate. Les revêtements à base de CMC améliorent les propriétés optiques, la brillance de la surface et l'imprimabilité du papier, ce qui le rend adapté aux applications d'impression et d'emballage de haute qualité.

4. Aide à la rétention :

Le sodium CMC fonctionne comme un agent de rétention dans le processus de fabrication du papier, améliorant la rétention des fines particules, des fibres et des additifs dans la pâte à papier. Son poids moléculaire élevé et sa nature hydrosoluble lui permettent de s'adsorber sur les surfaces des fibres de cellulose et des particules colloïdales, améliorant ainsi leur rétention dans la feuille de papier lors de la formation. Cela conduit à des propriétés améliorées de formation, d'uniformité et de résistance dans le papier fini.

5. Contrôle des propriétés rhéologiques :

Le sodium CMC aide à contrôler les propriétés rhéologiques de la pâte à papier et des revêtements, permettant ainsi une meilleure transformabilité et de meilleures performances. Voici comment cela influence la rhéologie :

• Contrôle de la viscosité : Le sodium CMC agit comme un modificateur de viscosité, régulant le comportement d'écoulement et la consistance de la pâte à papier et des formulations de revêtement. Il confère aux suspensions des propriétés pseudoplastiques ou fluidifiantes, ce qui signifie que leur viscosité diminue sous contrainte de cisaillement (comme lors du mélange ou du pompage) et se rétablit au repos. Cela facilite la manipulation, le pompage et l’application des matériaux, améliorant ainsi l’efficacité du processus et la qualité du produit.
• Agent épaississant : Le sodium CMC sert d'agent épaississant dans les revêtements et les formulations de papier, augmentant leur viscosité et améliorant leur stabilité et leur couverture. Il aide à contrôler le flux et le dépôt des revêtements sur la surface du papier, garantissant une épaisseur et une répartition uniformes. Cela améliore les propriétés optiques, l’imprimabilité et la finition de surface du papier, le rendant ainsi adapté à diverses applications d’impression et d’emballage.

Applications de la carboxyméthylcellulose de sodium (CMC) dans la fabrication du papier :

Le sodium CMC est utilisé dans diverses applications de fabrication du papier dans différentes qualités et types de produits en papier. Certaines applications courantes incluent :

1. Papiers d'impression et d'écriture : Le sodium CMC est utilisé dans les formulations d'encollage et de revêtement de surface pour les papiers d'impression et d'écriture, y compris le papier de copie, le papier offset et le carton couché. Il améliore l'imprimabilité, la tenue de l'encre et la douceur de la surface, ce qui permet d'obtenir des images et des textes imprimés plus nets et plus éclatants.
2. Papiers d'emballage : Le sodium CMC est utilisé dans les papiers et cartons d'emballage, tels que les cartons pliants, les boîtes en carton ondulé et les sacs en papier. Il améliore la résistance, la rigidité et la finition de la surface, améliorant ainsi l'apparence et les performances des matériaux d'emballage.
3. Papiers de soie et essuie-tout : Du sodium CMC est ajouté aux papiers de soie et essuie-tout pour améliorer la résistance à l'humidité, la douceur et la capacité d'absorption. Il améliore l'intégrité et la durabilité des feuilles, permettant une meilleure rétention de l'humidité et une meilleure résistance à la déchirure des produits en tissu.
4. Papiers spéciaux : Le Sodium CMC trouve des applications dans les papiers spéciaux, tels que les doublures antiadhésives, les papiers thermiques et les papiers de sécurité. Il confère des fonctionnalités spécifiques, telles que les propriétés de libération, la stabilité thermique et la dissuasion contre la contrefaçon, pour répondre aux exigences des applications spécialisées.

Durabilité environnementale :

L’un des principaux avantages de la CMC sodium dans la fabrication du papier est sa durabilité environnementale. En tant que matériau renouvelable, biodégradable et non toxique, le CMC propose des alternatives écologiques aux additifs et revêtements synthétiques présents dans les produits en papier. Sa biodégradabilité garantit un impact environnemental minimal et soutient les pratiques forestières durables et les initiatives d'économie circulaire dans l'industrie papetière.

Conclusion:

La carboxyméthylcellulose de sodium (CMC) joue un rôle essentiel dans l'industrie papetière en améliorant la qualité, les performances et la durabilité des produits en papier et en carton. Ses propriétés multifonctionnelles en font un additif polyvalent pour améliorer la rétention, la résistance, les propriétés de surface et l'aptitude au traitement à différentes étapes du processus de fabrication du papier. Des papiers d'impression et d'emballage aux papiers de soie et spéciaux, la CMC sodique trouve diverses applications dans différentes qualités et types de produits papier, contribuant ainsi à l'avancement de la technologie de fabrication du papier et au développement de matériaux innovants à base de papier. Alors que la demande de produits papier de haute qualité et respectueux de l’environnement continue de croître, la CMC sodique reste un ingrédient précieux dans la quête de pratiques de fabrication du papier plus durables et économes en ressources.