ساخت کاغذ و فرآیند چاپ

مواد الیافی و افزودنی در ساخت کاغذ

  • چهارشنبه, 28 تیر 1396 ساعت 11:10
  • منتشرشده در کاغذ

استفاده از الیاف بازیافتی

در مقایسه با الیاف دست اول (بکر)، الیاف بازیافتی رفتار متفاوتی دارند. در نتیجه، کاغذسازان باید به این نکته توجه داشته باشند و میزان تمیزی روانی و پالایش مورد نیاز خمیر را تعیین کنند. خمیرهای بازیافتی همیشه مقداری آلاینده به همراه دارند که بر عملیات کاغذسازی تاثیر می گذارند. موم، چسب، مرکب و انواع مواد حل شده به تدریج در سیستم انباشته می شوند و در نقاط مختلف ماشین کاغذ رسوب می کنند. به عنوان مثال ذرات چسبناک و رزینی روی نمدهای آبگیری پرس و روی سطح استوانه های خشک کن رسوب می کنند. توده های خاک و مرکب در سیستم آب سفید انباشته می شوند و سرانجام خود را به صورت لکه، در محصول پایانی نشان می دهند. کارخانه های بازیافت برنامه منظمی برای تمیز کردن نمدها و توری ها و سطوح انواع استوانه ها دارند.

عموما معلوم شده است که از نظر عبور از ماشین چاپ، کاغذ روزنامه ها و چاپ و تحریر بازیافتی، تفاوت چندانی با کاغذ معمولی ندارند، اما از نظر کیفیت چاپ و ظاهر آن تفاوت ها محسوس است. کاغذهای بازیافتی جاذب ترند، چون منفذدارتر هستند. در نتیجه، حین چاپ به مرکب بیشتری نیاز است که این خود به کیفیت چاپ لطمه می زند اما بزرگ ترین نگرانی در مورد کاغذهای سفید بازیافتی ظاهر آنهاست. لکه های مرکب و سایر مواد کثیف و کمی براقیت، مشکلاتی هستند که در کاغذ سفید قابل قبول نبوده، لذا در تهیه کاغذهای بسیار مرغوب استفاده از الیاف بازیافتی به صلاح نیست.

مواد افزودنی (شیمیایی) کاغذ

در مراحل مختلف آماده سازی خمیر برای ورود به ماشین کاغذسازی، مواد شیمیایی متنوعی مورد استفاده قرار می گیرند تا به بهبود خواص کاغذ کمک کنند و دستیابی به دیگر هدف ها را ممکن سازند. مصرف افزودنی ها از قبیل سولفات آلومینیوم، عوامل تثبیت اندازه و آهاردهنده، پرکننده های معدنی، نشاسته و رنگ ها عمومیت دارد. مواد شیمیایی لازم برای کنترل هایی از جمله کمک به صاف کردن، کف زداها، عوامل نگه دارنده، پخش کننده قیر، ضد لجن ها و عوامل ضدخوردگی بر حسب ضرورت اضافه می شوند. مواد مذکور به ترتیبی باید افزوده شوند که از تاثیرهای متقابل آنها در مواقع نامناسب جلوگیری شود و میزان حفظ مواد ضروری در کاغذ به بیشترین مقدار ممکن برسد.

همه مواد شیمیایی در پایانه تر به خمیر اضافه نمی شوند. برای مثال محلول های آهاردهنده، مانند نشاسته در مراحل بعدی فرآیند، مثلا در پرس آهارزنی به کار می  روند و یا خاک رس بیش از هر افزودنی دیگری مصرف می شود. نیمی از آن به عنوان پرکننده همراه خمیر پیش از ورود به میز فوردرینیر و نیم دیگر در مخلوط پوشاننده سطح کاغذ (اندود سطحی) به کار می رود. بهتر است در چارچوب صنعت کاغذسازی از نظر اقتصادی به موضوع افزودنی ها توجه کنیم. شاید به طور متوسط، حدود 10 درصد هزینه های کاغذسازی را بتوان به افزودنی ها نسبت داد.

ماندگاری مواد در روی توری ماشین کاغذ

برای اندازه گیری میزان نگهداری و حفظ الیاف روی میز تشکیل کاغذ، از دو پارامتر زیر استفاده می شود:

مقدار مواد ورودی به مرحله کاغذسازی / مقدار مواد باقی مانده در کاغذ = درصد ماندگاری کل

مقدار مواد در هدباکس / مقدار مواد باقی مانده در کاغذ = درصد ماندگاری در نخستین گذر

جوانب اقتصادی هر افزودنی عمدتا به ماندگاری کل مربوط است. چون بخشی که در کاغذ باقی می ماند، در آب سفید از سیستم خارج می شود. امروزه تلاش می شود سیستم ماشین کاغذسازی به طور کامل بسته باشد، تا حجم پساب ها کاهش یابد و افت ها به کمترین مقدار برسد. با این وجود افت بعضی از افزودنی ها همچنان قابل ملاحظه است. کیفیت کاغذ و عمل ماشین کاغذ به پارامتر «ماندگاری در نخستین گذر» بستگی بیشتری دارد. میزان کم ماندگاری در نخستین گذر به معنی سرعت زیاد چرخش آب سفید است و سبب توزیع غیریکنواخت مواد در سطح مقطع کاغذ و دوسطحی بودن آشکار کاغذ (یعنی خواص سطحی متفاوت دو روی کاغذ به دلیل غلظت متفاوت نرمه ها و پرکننده ها در این دو سطح) می شود. تجمع نرمه ها و افزودنی ها در هدباکس، خروج آب از کاغذ در حال تشکیل را کند می کند. همچنین کنترل قیر و لجن مشکل است، در حالی که پدیده های تراکم و تجمع مواد نیز مشکلاتی را ایجاد می کنند. نرمه ها در غلظت زیاد در مخلوط، به دلیل سطح بیشتری که دارند، بخش اعظم افزودنی های غیرلیفی را به خود جلب می کنند.

ماندن افزودنی های غیرلیفی در خمیر با مکانیسم های صاف شدن، پیوند شیمیایی، پدیده های کلوییدی و جذب انجام می شود. عمل صاف کردن (یعنی به دام انداختن مکانیکی)، برای نگه داشتن ذرات درشت در خمیر مهم است، اما ذرات ریزتر را باید از راه های دیگری نگه داشت. به عنوان مثال در مورد اکسید تیتانیم یا ذراتی در حدود 2 دهم میکرون گمان می رود با مکانیسم صاف شدن فقط حدود دو درصد آن در خمیر حفظ می شود. تعدادی مواد (کمک نگه دارنده) شیمیایی حفظ مواد خمیر، برای استفاده صنایع کاغذ موجود است.

از آنجایی که این مواد عمدتا از راه مکانیسم دلمه سازی عمل می کنند، در استفاده از آنها رعایت احتیاط لازم است. در مرحله نخست، عمل پراکنده کنندگی سیستم هدباکس باید کافی باشد تا از پدیده مضر «دلمه شدگی» بیش از حد جلوگیری شود. این پدیده بر رفتار خمیر از نظر شکل گیری کاغذ اثر دارد.

پرکننده ها

پرکننده ها و یا بار روی کاغذ، معمولا موادی معدنی با ابعاد کوچک هستند (2 دهم تا 20 میکرون در بزرگ ترین ابعاد) که به ترکیب الیاف (فرنیش) با هدف جایگزینی ارزان برای الیاف و یا تغییر در برخی ویژگی های کاغذ به آن افزوده می شوند. تمام پرکننده ها که درجات مختلف و از منابع گوناگون تولید می شوند، منتج به تلاش هایی برای بهبود پایداری و به حداقل رساندن اثرات معکوس غیر قابل اجتناب می شوند. پرکننده ها موجب بهبود شفافیت، ماتی، توانمندی جذب جوهر، نرمی و گاهی اوقات براقیت شده، اما باعث کاهش مقاومت به خشک و مقاومت به تری کاغذ و همچنین افزایش نیاز به آهار شده و موجب گرد و خاک، سایش و دو رویه شدن کاغذ می شوند.

 ادامه دارد...

برگرفته از کتاب «مفاهیم نظری و کاربردی ساخت کاغذ و فرآیند چاپ»

 

ترجمه و تالیف دکتر مهدی منظورالاجداد

این مورد را ارزیابی کنید
(0 رای‌ها)