نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استادیار، گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشکده فنی و حرفه‌ای صومعه‌سرا، دانشگاه فنی و حرفه ای
2 دانشیار، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
3 استاد بازنشسته، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
چکیده
هدف این تحقیق بررسی اثر پوشش‌ها بر مقادیر زاویه تماس و زاویه تماس طی زمان قطره آب بر سطح کاغذ بود. تعداد 9 تیمار پوشش‌دهی مختلف بر روی دو نوع کاغذ چاپ و تحریر 75 و 125 گرمی انجام شد. هفت ترکیب پوشش‌دهی شامل 80% خاک رس، 20% کربنات کلسیم آسیابی، پراکنده‌ساز و مقادیر متفاوت پلی‌وینیل‌استات و لاکتیک اسید به عنوان متغیر اتصال دهنده استفاده شد. در دو پوشش آخر از 100% رنگدانه‌های کربنات کلسیم رسوبی، نشاسته کاتیونی، متامتیل‌آ‌کریلات، پراکنده‌ساز و دو سطح از نانو الیاف سلولزی استفاده شد. در این سوسپانسیون‌ها، مقدار نانو الیاف سلولز در ترکیب 8 دو برابر ترکیب 9 بود. پس از پوشش‌دهی به روش میله‌ای، کاغذها خشک شده و نمونه‌های شاهد و پوشش دهی شده اتوزنی شدند. سپس آزمون‌های فتیله‌ای و زاویه تماس قطره آب بر روی نمونه‌ها انجام گرفت. در نمونه‌های دارای پوشش ششم با 75 درصد اتصال دهنده، بیشترین زاویه تماس قطره آب و کمترین تغییرات زاویه تماس طی زمان ثبت شد. همچنین به علت دسترسی بیشتر گروه‌های هیدروکسیل، در نمونه‌های پوشش شده با دو پوشش آخر، به دلیل وجود نانو الیاف سلولزی، زاویه تماس قطره آب کاهش یافت و ترکیب هشتم آب‌دوست‌ترین نمونه بود. بهترین خواص ممانعتی فتیله‌ای و بیشترین حجم قطره پس از 20 ثانیه، با افزایش درصد اتصال دهنده همراه بود. در نمونه‌های شاهد و نیز سه تیمار با درصد اتصال دهنده زیاد، منحنی نمودار زاویه تماس در طی زمان آنها نسبتأ افقی و نشان دهنده آب‌گریزی بود. مقدار همبستگی بین زاویه تماس و حجم قطره آب به ترتیب در کاغذهای 75 و 125 گرمی، 951/0 و 936/0 تعیین شد و اختلاف معناداری در مقادیر زاویه تماس و آزمون فتیله‌ای در بین همه نمونه‌های 75 و 125 گرمی دیده نشد.
کلیدواژه‌ها
-Arbatan, T., Zhang, L., Fang, X. and Shen, W., 2012. Cellulose nanofibers as binder for fabrication of superhydrophobic paper. Chemical Engineering
Journal. 210, 74-79.
-Asadi khansari, R., Dehghani Firouzabadi, M. and Resalati, H., 2016. The effect of biodegradable coatings on the barrier properties of papers. Iranian journal of wood and paper industries, 7(1):91-101.
-Asadi khansari, R., Dehghani Firouzabadi, M. and Resalati, H., 2017. Fluting and kraft liner papers with GCC coatings and PVA binder. Journal of Wood & Forest Science and Technology, 24(1):145-159.
-Bohlin, E., 2011. Optics of coated paperboard, Aspects of surface treatment on porous structures. Karlstad University Studies. 73 p.
-Bollström, R., Tuominen, M., Määttänen, A., Peltonen, J. and Toivakka, M., 2012. Top layer coatability on barrier coatings. Progress in Organic Coatings, 73(1), 26-32.
-Duncan, T. V., 2011. Applications of nanotechnology in food packaging and food safety: barrier materials, antimicrobials and sensors. Journal of colloid and interface science, 363(1), 1-24.
-Ham-Pichavant, F., Se`be, G., Pardon, P. and Coma, V., 2005. Fat resistance properties of chitosan-based paper packaging for food applications. Carbohydrate Polymers, 61, 259–265. -Hirvikorpi, T., Laine, R., Vähä-Nissi, M., Kilpi, V., Salo, E., Li, W.M., Lindfors, S., Vartiainen, J., Kenttä, E., Nikkola, J. and Harlin, A., 2014. Barrier properties of plastic films coated with an Al2O3 layer by roll-to-toll atomic layer deposition. Thin Solid Films, 550, 164-169.
-Kjellgren, H., 2005. Barrier properties of greaseproof paper. Karlstad University Studies. 94 p.
-Klass, C.P., 2003. Tappi coating conference: A technology update. Solutions!, 86(9), 37-38.
-Klass, C., 2004. Tappi coating conference raises the curtain on coating-curtain coating was clearly in the spotlight at the TAPPI Coating and Graphic Arts Conference, held in Baltimore this past May. Solutions-for People Processes and Paper, 87(9), 42-45.
-Kugge, C. and Johnson, B., 2008. Improved barrier properties of double dispersion coated liner. Progress in Organic Coatings, 62(4), 430-435. -Kumar, V., Koppolu, V.R., Bousfield, D. and Toivakka, M., 2017. Substrate role in coating of microfibrillated cellulose suspensions. Cellulose, 24(3), 1247-1260.
-Lavoine, N., Desloges, I., Khelifi, B. and Bras, J., 2014. Impact of different coating processes of microfibrillated cellulose on the mechanical and barrier properties of paper. J Mater Sci, 49, 2879–2893.
-Lidenmark, C., Forsberg, S., Norgren, M., Edlund, H. and Karlsson, O., 2010. Changes with aging in the surface hydrophobicity of coated paper. Tappi J, 9, 40-46.
-Rhim, J.-W., Lee, J.H. and Hong, S.I., 2006. Water resistance and mechanical properties of biopolymer (alginate and soy protein) coated paperboards. LWT Food Sci. Technol., 39, 806–813.
-Rodionova, G., Hoff, B., Lenes, M., Eriksen, Ø. and Gregersen, Ø., 2013. Gas-phase esterification of microfibrillated cellulose (MFC) films. Cellulose, 20(3), 1167-1174.
-Samyn, P., Deconinck, M., Schoukens, G., Stanssens, D., Vonck, L. and Van den Abbeele, H., 2010. Modifications of paper and paperboard surfaces with a nanostructured polymer coating. Progress in Organic Coatings, 69(4), 442-454.
-Smook, G.A., 2003. Handbook for pulp and paper technologists, 2th Ed, translated by Mirshokraei, S. A., Aeeizh press, Tehran. 520 p. -Songok, J., Salminen, P. and Toivakka, M., 2014. Temperature effects on dynamic water absorption into paper. Journal of colloid and interface science, 418, 373-377.
-Taheri, Z., Rudi H., Jalali-Torshizi H. and Shidpoor R., 2019. Effect of alkyl ketene dimers (AKD) sizing on the properties of pulp and paper made from recycled fibers. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 34 (1), 112-123.
-Tambe, C., Graiver, D. and Narayan, R., 2016. Moisture resistance coating of packaging paper from biobased silylated soybean oil. Progress in Organic Coatings, 101, 270-278. -Tuominen, M., Teisala, H., Aromaa, M., Stepien, M., Mäkelä, J.M., Saarinen, J.J., Toivakka, M. and Kuusipalo, J., 2014. Creation of superhydrophilic surfaces of paper and board. Journal of Adhesion Science and Technology, 28(8-9), 864-879.
-Zvonkina, I.J., Gkountara, P., Hilt, M. and Franz, M., 2014. New printing inks with barrier performance for packaging applications: Design and investigation. Progress in Organic Coatings, 77(3), 646-656
)