제지용 CMC: 습부, 표면 사이징 및 코팅 컬러 — 7 ~ 600 mPa·s 점도 선택 가이드

초지기에서 CMC는 투입 지점마다 다른 역할을 합니다. 습부에서는 섬유의 전하와 결합을 높여 건조 지력을 향상시키고 AKD 사이즈제와 습윤 지력증강 수지 같은 양이온성 첨가제의 보류를 돕습니다. 사이즈 프레스에서는 연속 필름을 형성하여 표면 강도, 평활성, 잉크 홀드아웃 및 내유성을 개선합니다. 코팅 컬러에서는 보수성과 유변 특성을 조절하고 형광증백제의 효과를 높입니다. 역할마다 필요한 점도가 달라, 고고형분 코팅 컬러용 약 7 mPa·s부터 필름 및 강도 용도의 수백 mPa·s (2 % 용액)까지 다양합니다.

CMC가 제지에서 효과적인 이유

CMC는 첨가되는 섬유와 같은 β-1,4 글루코스 주쇄를 가지며, 카르복시메틸기로 인해 음이온 전하를 띠고, 건조되면 강하고 유연한 필름을 형성합니다. 이 세 가지 특성이 그 용도를 설명합니다. 섬유 표면에 부착할 수 있고, 양이온성 약품을 고정하는 전하 자리를 추가하며, 지면 또는 코팅층 내부에 응집력 있는 필름을 만듭니다. 또한 물과 강하게 결합하므로 코팅 컬러나 사이징 필름에서 물이 빠져나가는 속도를 조절합니다.

습부: 강도, 보류 및 사이징 효율

지료에 첨가된 CMC는 섬유의 음이온 전하를 높이고 섬유 간 결합을 개선하여 건조 지력을 높입니다. 추가된 전하는 양이온성 첨가제가 부착할 자리를 늘려 줍니다. CMC는 티슈 및 타월지에서 폴리아마이드-에피클로로히드린(PAE) 습윤 지력증강 수지의 대표적인 음이온성 파트너이며, AKD 및 로진 사이징의 보류율과 효율을 향상시킵니다. 일반적인 첨가량은 건조 섬유 대비 0.2–0.5 %입니다.

가장 큰 위험은 전하 균형입니다. 보류되지 않은 CMC는 백수 중 음이온성 트래시를 늘려 양이온성 보류제를 소모시키고 탈수를 저해할 수 있습니다. CMC를 도입할 때는 양이온 요구량이나 제타 전위를 모니터링하고, PAE 전후 어느 쪽에 CMC를 첨가하느냐에 따라 결과가 달라지므로 양이온성 파트너 대비 첨가 순서를 시험하십시오. 저DS CMC는 섬유에 더 쉽게 부착하는 경향이 있고 고DS는 더 깨끗하게 용해되며, 제지 등급은 대개 DS 0.7–1.0입니다.

표면 사이징: 필름, 평활성 및 내유성

사이즈 프레스나 필름 프레스에서 CMC는 단독으로 또는 표면 사이징 전분과 혼합하여 도포됩니다. 그 필름은 표면 강도를 높여 인쇄 시 픽킹과 지분을 줄이고, 표면을 평활하게 하며, 기공을 막아 잉크 홀드아웃과 투기 저항을 개선하고, 기름과 그리스에 대한 유용한 차단막을 제공합니다. 사이즈 프레스 사이징액은 시공 온도에서 조업성이 유지되어야 하므로 CMC 점도는 사이징액 고형분과 함께 선택합니다. 분자량이 높을수록 그램당 더 강한 필름을 형성하지만 도포 가능한 고형분이 제한됩니다.

코팅 컬러: 보수성 및 유변 특성

안료 코팅 컬러에서 CMC는 보수제 및 유변 조절제로 작용합니다. 물과 바인더가 원지로 너무 빨리 이동하는 것을 막아, 코팅이 조기에 고정되거나 바인더 이동과 얼룩(mottle)이 생기거나 블레이드의 조업성이 흐트러지는 것을 방지합니다. 또한 저전단 점도를 높여 컬러를 안정화하고, 형광증백제의 효과적인 캐리어로서 백색도 향상 효율을 높입니다. 보수성은 일반적으로 ÅA-GWR 시험과 같은 중량법으로 평가합니다.

블레이드에서는 전단 속도가 매우 높고 코팅 고형분은 대개 60–70 % 수준입니다. 저점도 CMC는 고전단 점도를 높이지 않고 보수성을 제공하므로, 약 7–50 mPa·s (2 % 용액)의 저점도 등급이 표준입니다. 일반적인 첨가량은 안료 100부당 0.3–1.5부입니다.

7 ~ 600 mPa·s 점도 선택

온도가 오르면 점도가 떨어지고, 사이즈 프레스와 코팅 조제실이 25 °C에서 운전되는 경우는 드물므로, CMC 규격뿐 아니라 완성된 사이징액이나 컬러의 점도도 작업 온도에서 확인하십시오. 코팅 컬러는 저전단(Brookfield) 점도와 고전단 점도를 모두 측정하십시오.

조제 및 취급 팁

• 코팅 조제실이나 사이징액에 건조 분말을 직접 투입하지 말고 원액을 별도로 조제하십시오.
• 분말을 와류 속으로 분산시키거나 속용성 CMC를 사용하고, 사용 전에 완전히 수화시키십시오.
• 코팅 줄무늬를 유발할 수 있는 겔을 제거하기 위해 원액을 여과하십시오.
• 따뜻한 공정수에서는 CMC가 미생물과 셀룰라아제 효소에 의해 분해될 수 있으므로 보관 용액에는 방부 처리를 하십시오.
• 침착물이 생기지 않도록 같은 회로 내 양이온성 첨가제와의 상용성을 확인하십시오.

비용 절감 옵션으로서의 CMS

비용이 우선인 경우 제지 등급 카르복시메틸 전분이 일부 역할을 대신할 수 있습니다. Sentai CMS-P (2 %에서 10–300 mPa·s, DS 0.30–0.85)는 충전제 안정제, 보류 향상제, 표면 사이징제 및 코팅 바인더로 사용되며, CMC와 혼합하여 비용과 성능의 균형을 맞출 수 있습니다.

Sentai의 지원 내용

Sentai는 중국제지학회 제지화학품 위원회의 부주임 단위로서 초지기 전 공정에 제지 등급 CMC를 공급합니다. PC 시리즈의 점도는 용도에 맞게 7 ~ 600 mPa·s (2 % 용액) 범위에서 선택됩니다. 지료 구성, 코팅 배합 또는 사이즈 프레스 조건을 보내 주시면 제지 담당팀이 출발 범위를 추천하고, 대안이나 혼합 파트너로 CMS-P도 제안해 드립니다. 100–300 g 무료 샘플을 제공합니다.