Sodium CMC digunakan dalam Industri Pembuatan Kertas

Natrium karboksimetil selulosa (CMC) adalah aditif serbaguna dengan banyak aplikasi di berbagai industri, termasuk industri pembuatan kertas. Sifat dan fungsinya yang unik menjadikannya komponen yang sangat diperlukan dalam proses pembuatan kertas, berkontribusi terhadap kualitas, kinerja, dan keberlanjutan produk kertas dan kertas karton. Dalam panduan komprehensif ini, kita akan mengeksplorasi peran natrium CMC dalam industri pembuatan kertas, termasuk fungsi, manfaat, penerapan, dan dampaknya terhadap produksi dan sifat kertas.

Pengantar Natrium Karboksimetil Selulosa (CMC):

Natrium karboksimetil selulosa (CMC) adalah polimer yang larut dalam air yang berasal dari selulosa, polisakarida alami yang ditemukan di dinding sel tumbuhan. CMC diproduksi dengan mengolah selulosa dengan natrium hidroksida dan asam monokloroasetat, menghasilkan senyawa yang dimodifikasi secara kimia dengan sifat unik. CMC dicirikan oleh viskositasnya yang tinggi, retensi air yang sangat baik, kemampuan pembentukan film, dan kompatibilitas dengan bahan lain. Sifat-sifat ini membuat CMC cocok untuk berbagai aplikasi di berbagai industri, termasuk makanan, farmasi, kosmetik, tekstil, dan pembuatan kertas.

Ikhtisar Proses Pembuatan Kertas:

Sebelum mempelajari peran spesifik natrium CMC dalam pembuatan kertas, mari kita tinjau secara singkat proses pembuatan kertas. Pembuatan kertas melibatkan beberapa langkah berurutan, termasuk pembuatan pulp, pembentukan kertas, pengepresan, pengeringan, dan penyelesaian akhir. Berikut ikhtisar dari setiap tahap:

1. Pembuatan pulp: Serat selulosa diekstraksi dari kayu, kertas daur ulang, atau bahan mentah lainnya melalui proses pembuatan pulp secara mekanis atau kimia.
2. Pembentukan Kertas: Serat pulp disuspensikan dalam air untuk membentuk bubur berserat atau suspensi yang dikenal sebagai pulp. Pulp tersebut kemudian diendapkan pada jaring kawat atau kain yang bergerak, tempat air mengalir keluar, meninggalkan selembar kertas basah.
3. Pengepresan: Lembaran kertas basah dilewatkan melalui serangkaian rol pengepres untuk menghilangkan kelebihan air dan mengkonsolidasikan serat.
4. Pengeringan: Lembaran kertas yang dipres dikeringkan menggunakan panas dan/atau udara untuk menghilangkan sisa kelembapan dan memperkuat kertas.
5. Penyelesaian: Kertas kering dapat menjalani proses tambahan seperti pelapisan, kalender, atau pemotongan untuk mencapai sifat dan spesifikasi yang diinginkan.

Peran Sodium Carboxymethyl Cellulose (CMC) dalam Pembuatan Kertas:

Sekarang, mari kita jelajahi fungsi dan manfaat spesifik natrium CMC dalam berbagai tahapan proses pembuatan kertas:

1. Bantuan Retensi dan Drainase:

Salah satu fungsi utama natrium CMC dalam pembuatan kertas adalah perannya sebagai bantuan retensi dan drainase. Berikut kontribusi natrium CMC pada aspek ini:

• Bantuan Retensi: Sodium CMC bertindak sebagai bantuan retensi dengan meningkatkan retensi serat halus, bahan pengisi, dan aditif dalam pulp kertas. Berat molekulnya yang tinggi dan sifat hidrofiliknya memungkinkannya teradsorpsi pada permukaan serat selulosa dan partikel koloid, sehingga meningkatkan retensinya dalam lembaran kertas selama pembentukan.
• Bantuan Drainase: Sodium CMC juga berfungsi sebagai bantuan drainase dengan meningkatkan laju drainase air dari pulp kertas. Ini membantu menciptakan struktur kertas yang lebih terbuka dan berpori, memungkinkan air mengalir lebih efisien melalui wire mesh atau kain selama pembentukan kertas. Hal ini menghasilkan dewatering yang lebih cepat, pengurangan konsumsi energi, dan peningkatan efisiensi mesin dalam proses pembuatan kertas.

2. Kekuatan dan Agen Pengikat:

Sodium CMC berfungsi sebagai kekuatan dan pengikat dalam pembuatan kertas, memberikan kohesi dan integritas pada lembaran kertas. Berikut cara meningkatkan kekuatan kertas:

• Ikatan Internal: Natrium CMC membentuk ikatan hidrogen dengan serat selulosa, partikel pengisi, dan komponen lain dalam pulp kertas. Ikatan ini membantu memperkuat matriks kertas dan meningkatkan ikatan antar serat, sehingga menghasilkan sifat kekuatan tarik, sobek, dan pecah yang lebih tinggi pada kertas jadi.
• Pengikatan Serat: Natrium CMC bertindak sebagai bahan pengikat serat, meningkatkan adhesi antara serat selulosa individual dan mencegah disintegrasi atau pemisahannya selama pembentukan kertas dan langkah pemrosesan selanjutnya. Hal ini meningkatkan integritas struktural dan stabilitas dimensi kertas, mengurangi risiko sobek, kabur, atau berdebu.

3. Ukuran dan Pelapisan Permukaan:

Sodium CMC digunakan dalam formulasi ukuran permukaan dan pelapisan untuk meningkatkan sifat permukaan dan kemampuan cetak kertas. Berikut cara meningkatkan kualitas permukaan kertas:

• Pengukur Permukaan: Sodium CMC diaplikasikan sebagai bahan pengukur permukaan untuk meningkatkan kekuatan permukaan, kehalusan, dan penerimaan tinta kertas. Ini membentuk lapisan tipis dan seragam pada permukaan lembaran kertas, mengurangi porositas dan meningkatkan keseragaman permukaan. Hal ini memungkinkan daya tahan tinta yang lebih baik, kualitas cetak yang lebih tajam, dan mengurangi bulu-bulu atau lunturnya gambar dan teks yang dicetak.
• Pengikat Pelapis: Sodium CMC berfungsi sebagai pengikat dalam formulasi pelapis kertas, yang diaplikasikan pada permukaan kertas untuk mencapai sifat fungsional atau estetika tertentu. Ini membantu mengikat partikel pigmen, pengisi, dan bahan pelapis lainnya ke permukaan kertas, membentuk hasil akhir yang halus, mengkilap, atau matte. Pelapis berbasis CMC meningkatkan sifat optik, kilap permukaan, dan kemampuan cetak kertas, sehingga cocok untuk aplikasi pencetakan dan pengemasan berkualitas tinggi.

4. Bantuan Retensi:

Sodium CMC berfungsi sebagai bantuan retensi dalam proses pembuatan kertas, meningkatkan retensi partikel halus, serat, dan aditif dalam pulp kertas. Berat molekulnya yang tinggi dan sifatnya yang larut dalam air memungkinkannya teradsorpsi pada permukaan serat selulosa dan partikel koloid, sehingga meningkatkan retensinya dalam lembaran kertas selama pembentukan. Hal ini mengarah pada peningkatan sifat pembentukan, keseragaman, dan kekuatan pada kertas jadi.

5. Pengendalian Sifat Reologi:

Sodium CMC membantu mengontrol sifat reologi bubur kertas dan pelapis, memungkinkan kemampuan proses dan kinerja yang lebih baik. Berikut pengaruhnya terhadap reologi:

• Kontrol Viskositas: Sodium CMC bertindak sebagai pengubah viskositas, mengatur perilaku aliran dan konsistensi formulasi pulp dan pelapis kertas. Ini memberikan sifat pseudoplastik atau penipisan geser pada suspensi, yang berarti viskositasnya menurun di bawah tekanan geser (seperti selama pencampuran atau pemompaan) dan pulih kembali saat diam. Hal ini memudahkan penanganan, pemompaan, dan penerapan material, meningkatkan efisiensi proses dan kualitas produk.
• Bahan Pengental: Sodium CMC berfungsi sebagai bahan pengental pada pelapis dan formulasi kertas, meningkatkan viskositasnya serta meningkatkan stabilitas dan cakupannya. Ini membantu mengontrol aliran dan pengendapan lapisan pada permukaan kertas, memastikan ketebalan dan distribusi yang seragam. Hal ini meningkatkan sifat optik, kemampuan cetak, dan permukaan akhir kertas, sehingga cocok untuk beragam aplikasi pencetakan dan pengemasan.

Aplikasi Sodium Carboxymethyl Cellulose (CMC) dalam Pembuatan Kertas:

Sodium CMC digunakan dalam berbagai aplikasi pembuatan kertas di berbagai tingkatan dan jenis produk kertas. Beberapa aplikasi umum meliputi:

1. Kertas Percetakan dan Penulisan: Natrium CMC digunakan dalam formulasi ukuran dan pelapisan permukaan untuk kertas cetak dan tulis, termasuk kertas fotokopi, kertas offset, dan kertas karton berlapis. Teknologi ini meningkatkan kemampuan mencetak, daya tahan tinta, dan kehalusan permukaan, sehingga menghasilkan gambar dan teks cetakan yang lebih tajam dan cerah.
2. Kertas Pengemasan: Natrium CMC digunakan dalam kertas dan papan pengemas, seperti karton lipat, kotak bergelombang, dan kantong kertas. Ini meningkatkan kekuatan permukaan, kekakuan, dan penyelesaian permukaan, meningkatkan penampilan dan kinerja bahan kemasan.
3. Kertas Tisu dan Handuk: Sodium CMC ditambahkan ke kertas tisu dan handuk untuk meningkatkan kekuatan, kelembutan, dan daya serap basah. Ini meningkatkan integritas dan daya tahan lembaran, memungkinkan retensi kelembapan dan ketahanan sobek yang lebih baik pada produk tisu.
4. Kertas Khusus: Sodium CMC dapat diaplikasikan pada kertas khusus, seperti liner pelepas, kertas termal, dan kertas keamanan. Ini memberikan fungsi spesifik, seperti sifat pelepasan, stabilitas termal, dan pencegahan pemalsuan, untuk memenuhi persyaratan aplikasi khusus.

Kelestarian Lingkungan:

Salah satu manfaat utama natrium CMC dalam pembuatan kertas adalah kelestarian lingkungan. Sebagai bahan terbarukan, dapat terurai secara hayati, dan tidak beracun, CMC menawarkan alternatif ramah lingkungan dibandingkan bahan tambahan sintetis dan pelapis pada produk kertas. Kemampuan biodegradasinya memastikan dampak lingkungan yang minimal dan mendukung praktik kehutanan berkelanjutan dan inisiatif ekonomi sirkular dalam industri pembuatan kertas.

Kesimpulan:

Natrium karboksimetil selulosa (CMC) memainkan peran penting dalam industri pembuatan kertas dengan meningkatkan kualitas, kinerja, dan keberlanjutan produk kertas dan kertas karton. Sifat multifungsinya menjadikannya aditif serbaguna untuk meningkatkan retensi, kekuatan, sifat permukaan, dan kemampuan proses dalam berbagai tahap proses pembuatan kertas. Dari kertas cetak dan kemasan hingga kertas tisu dan kertas khusus, natrium CMC memiliki beragam aplikasi di berbagai tingkatan dan jenis produk kertas, berkontribusi terhadap kemajuan teknologi pembuatan kertas dan pengembangan bahan berbasis kertas yang inovatif. Seiring dengan meningkatnya permintaan akan produk kertas berkualitas tinggi dan ramah lingkungan, natrium CMC tetap menjadi bahan berharga dalam upaya menciptakan praktik pembuatan kertas yang lebih berkelanjutan dan hemat sumber daya.