تأثیر سطح مصرف آلوم – روزین کاتیونی بر ویژگی‌های کاغذ تهیه‌شده از بازیافت کناره‌بری ورقه‌های سفید

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشکده مهندسی انرژی و فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، زیراب، ایران

2 استاد گروه صنایع خمیروکاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان. دانشکده مهندسی چوب و کاغذ- گروه صنایع خمیروکاغذ

3 استادیار، گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشکده مهندسی انرژی و فناوری‌های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، زیرآب، ایران

4 مدیر ماشین کاغذ، صنایع خمیروکاغذ اترک، اصفهان، ایران

چکیده

امروزه الیاف بازیافتی منبع فیبری عمده برای تهیه کاغذهای بسته‌بندی می‌باشد. بسته به نوع کاربرد، آهاردهی این نوع کاغذها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در این تحقیق، اثر میزان مصرف آلوم-روزین کاتیونی در pH حدود 5/6 بر ویژگی‌های کاغذهای تهیه‌شده از کناره‌بری ورقه‌های سفید بررسی شده‌است. جهت بهینه‌سازی میزان مصرف، آهاردهی سوسپانسیون خمیرکاغذ با آلوم در 6 سطح 0، 4، 5، 7، 8 و 10 درصد و روزین با نسبت 50 درصد آلوم در هر سطح برمبنای وزن خشک خمیرکاغذ مطابق استاندارد TAPPI اعمال شد. سپس با تهیه کاغذهای با گراماژ g/m2 5±65، ویژگی‌های جذب آب (45 ثانیه)، ساختاری و مقاومتی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. تحلیل آماری نتایج نشان داد که میزان مصرف آلوم و روزین به‌ترتیب 7 و 5/3 درصد بر مبنای خشک خمیرکاغذ مناسب‌ترین سطح بکارگیری این ترکیب برای آهاردهی داخلی الیاف ورقه‌های کناره‌بری‌ سفید می‌باشد. در این سطح آلوم-روزین، جذب آب کاغذها از g/m2 6/11±120 به کمترین مقدار و تا حدود g/m2 7/9±64 کاهش یافت. زاویه تماس قطره آب با سطح کاغذ از 81/24 درجه به 53/96 درجه افزایش یافت. شاخص کششی کاغذ تا این سطح آهاردهی تا حدود N.m/g 7/9±125 کاهش و سپس با افزایش سطح آلوم-روزین این مقاومت افزایش یافت. بنظر می‌رسد این پدیده به‌علت نقش آلوم در خنثی‌سازی بار آنیونی، ماندگاری نرمه‌های سلولزی و توسعه قابلیت پیوندیابی شبکه کاغذ باشد. کاهش معنی‌دار زبری سطح کاغذ از µm 54/0±34/10 در نمونه شاهد به µm 37/1±8/23 در کاغذ آهار شده در سطح بهینه تأییدکننده این فرضیه می-باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-Bown, R., 1996. Physical and chemical aspects of the use of fillers in paper. In Paper Chemistry, chapter 11, 2nd Ed. Roberts, J.C. (ed.), Blackie academic and professional, London, UK.

-Cao, S., Song, D., Deng, Y. and Ragauskas, A., 2011. Preparation of Starch Fatty Acid Modified Clay and Its Application in Packaging Papers. Industerial and Engineering Chemistry Research, 50(9): 5628-5633.

-Elyasi, S., Jalali-Torshizi, H. and Resalati, H., 2015. Investigation on the effect of different levels of alum consumption in alun-rosin sizing on the properties of plyboard. Journal of forest and wood products. 69(2): 375-385.

-Elyasi-Bakhtyari, S., Jalali-Torshizi, H. and Resalati, H., 2016. Alkyl Ketene Dimer (AKD) Sizing of Recycled-Virgin Cardboard with Engineered Heterogeneous Layers under Neutral and Alkaline Condition, Journal of Wood & Forest Science and Technology, 23: 1-20.

-Hamzeh, Y. and Rostampour-Haftkhani, A., 2008. Principales of Pepermaking Chemistry. University of Tehran Press, Tehran, Iran. (Translate In Persian)

-Hamzeh, Y., Ekhtera, M.H., Abdolkhani, A., Izadyar, S. and Pourtahmasi, K., 2008. Sizing Mechanism of Recycled Test Liner Using Poly Aluminum Chloride and Rosin under Neutral Condition. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 23(1): 40-49.

-Hubbe, M., 2006a. Bonding between cellulosic fibers in the absence and presence of dry-strength agent-A review. Bioresource, 1(2): 281-318.

-Hubbe, M., 2006b. Paper‘s resistance to wetting- A review of internal sizing chemicals and their effects. BioResources, 2(1): 106-145.

-Hubbe, M., 2005. Acidic and alkaline sizing for printing, writing, and drawing papers. The Book and Paper Group Annual, 23: 139–151.

-Khosravani, A. and Rahmaninia, M., 2012. Paper recycling, an old but still effective solution. Lignocellulose Journal, 1(3): 164-165.

-Lecourt, M., Sigoillot, J. and Petit-Conil, M., 2010. Cellulase-assisted refining of chemical pulps: Impact of enzymatic charge and refining intensity on energy consumption and pulp quality. Process Biochemistry, 45: 1274–1278.

-Li, Y. H., Li X.L. and Li, W.H., 2002. Study on Polyalumin- ium Ferric Chloride for Treating Papermaking Wastewa- ter and Regeneration. North Environment, 4: 67-69.

-Mataniborkhili1, M., Nazarnezhad, N. and Asadpour-Atoei, G., 2016. The Effect of Chitosan and Alum on Dewatering and sludge qualitative. Journal of Wood & Forest Science and Technology, 23(1): 91-112.

-Mohamadzadeh-Saghavaz, K. and Resalati, H., 2013. Investigating the Effect of Using Ground Calcium Carbonate (GCC) and Clay Fillers on the Paper Properties. Journal of Wood & Forest Science and Technology, 20(3): 111-124.

-Mohammadzade-Saghavaz, K., Resalati, H. and Mehrabi, E., 2014. Investigation on Effect of Filler Type and Sizing Agent (AKD) on Printing and Writing Paper. Journal of Wood & Forest Science and Technology, 21(2): 133-148.

-Neimo, L., 1999. Internal sizing of paper. In L. Neimo (Ed.), Papermaking Chemistry. Fapet Oy. Helsinki, Finland.

-Page, D.H., 1969. Theory for the tensile strength of paper, Tappi Journal, 52(4): 674-681.

-Roberts, J.C. 1997. Chemical control of water penetration in paper. Proc. SPIE-Iont. Soc. Optical Engineering 3227: 20-39.

-Rudi, H., Jalali-Torshizi, H., Rasooly-Garmaroudi, E. and Azad-Sarvestani, M., 2016. Effect of sizing agent type and amount on the properties of paper containing GCC filler. Iranian journal of chemistry and chemistry engineering, 35(2): 131-138.

-Sakamoto, M. and Au, C.O., 2002. Cationic rosin size for weakly acidic and neutral papermaking. Japan TAPPI Journal, 56(11): 1-7.

-Varshoei, A., Javid, E., Rahmaninia, M. and Rahmany, F., 2013. The performance of alkylketene dimer (AKD) for the internal sizing of recycled OCC pulp. Lignocellulose Journal, 2(1): 316-326.

-Zou, Y., Hsieh, J. S., Wang, T. S., Mehnert, E. and Kokoszka, J., 2004. Rosin sizing under neutral-alkaline papermaking conditions. TAPPI Journal, 3(7): 41-59.