نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا علوم و صنایع چوب و کاغذ دانشگاه تهران، دانشکده منابع طبیعی، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ

2 گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج

3 عضو هیئت علمی دانشگاه تهران، دانشکده منابع طبیعی، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ

4 علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

5 مدیر واحد تحقیق و توسعه، کارخانه چوب و کاغذ ایران ‌(چوکا)

چکیده

دانسیته ظاهری, مهمترین ویژگی فیزیکی کاغذ است که بطور مستقیم یا غیرمستقیم بسیاری از ویژگیهای مهم کاغذ مانند مقاومت در برابر کشش، مدول الاستیسیته، ضریب پخش نور و سطح نسبی پیوند بین الیاف را تحت تأثیر قرار  می‌دهد. از آنجائی‌که متغیرهای فرایند تولید کاغذ بر تغییرات دانسیته ظاهری اثر می‌گذارند در این بررسی تأثیر درجه روانی خمیر کاغد 1OCC و شرایط خشک کردن مورد مطالعه قرار گرفته است. در این تحقیق تأثیر سه درجه روانی 350، 450 و 550 میلی‌لیتر استاندارد کانادایی، شرایط متفاوت خشک کردن (آزاد و مهار شده)، دما ‌(100،150،200درجه سانتیگراد) و فشار ‌(10 و 70 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع) بررسی شدند. نتایج حاصل ازاندازه‌گیری دانسیته ظاهری بوسیله نرم‌افزار Minitab 15 تجزیه و تحلیل شده و مدل رگرسیون ترکیب شرایط متغیرهای مستقل محاسبه شده است. بررسی نتایج بدست آمده از نمودار اثرات اصلی نشان داد که هر دو عامل درجه روانی و دما به میزان قابل توجهی موجب افزایش دانسیته ظاهری می‌شود. پاسخ دانسیته در دمای 200 درجه سانتیگراد متفاوت بود که به تفصیل مورد بحث قرار گرفته است. اعمال فشار پرس بیشتر موجب بیشتر شدن دانسیته ظاهری شد. اثر متقابل متغیرها نیز مورد مطالعه قرار گرفت. نمودار اثر متقابل درجه روانی و دما، تأثیر نرم شدن حرارتی لیگنین و بروز پدیده تخریب لایه ای را نشان داد. هر چند، افزایش فشار خشک کردن در خمیرهای پالایش نشده یا کم پالایش شده (درجه روانی‌های بالاتر یا مساوی 550) تأثیر معنی‌داری بر دانسیته ظاهری کاغذ باقی نمی‌گذارد. همچنین در شرایط خشک کردن آزاد تأثیر درجه روانی بر دانسیته ظاهری بیشتر از خشک کردن تحت مهار مکانیکی است. با توجه به نتایج بدست آمده و تأثیر دانسیته ظاهری بر خصوصیات مقاومتی کاغذ می‌توان کاغذهایی با کیفیت مطلوب‌تر تولید نمود.

کلیدواژه‌ها

1) Markku Karlsson, Metso Oyj, Book 9,  Papermaking Part 2, Drying, STFI Book Series
2) Jones, G.,"The hot surface drying of fibre mats", PhD. thesis, University of Manchester, Manchester, England, 1969.
3) Nederveen, C. J. and Finken, J. G. M., Drying Technology 10(1):189(1992).
4) Kerekes, R. J., Tappi 63(9):137(1980).
5) Kartovaara, I., Rajala, R., Luukkala. M., Nederveen, C. J., Eighth Fundamental Research Symposium, Mechanical Engineering Publications Ltd, London, 1985.
6) Tajima, T. and Hirabayashi, Y., J Japan Wood Res. Soc. 22(12):689(1968)
7) Uprichard, J. M. and Gray, J. T., Appita 26(1): 39(1972).
8) Luner, P., Kärnä, A. E. U., and Donofrio, C. P., Tappi 44(6):409(1961).
9) Alexander, S. D. and Marton, R., Tappi 51(6):283(1968).
10) Seth, R. S., in Material Interactions Relevant to the Pulp, Paper and Wood Industries (D. F. Caulfield, J. D. Passaretti, and S. F. Sobczynski, Eds.). Symp. Proc., vol. 197, Materials Research Soc., Pittsburgh, 1990, pp. 125-162.
11) Kimura, M. and Uchimura, H., Sen-I Gakkaishi 51(11):550(1995)
12) Nordman, L., Levlin, J.-E., and Visti, J., Kuivatuksen vaikutus paperirainan ominaisuuksiin. Paperin valmistus, osa 1. Ed. Arjas, A. SPIY/TTA, Turku 1983 (in Finnish)
13) Lavery, H. P., Journal of Pulp and Paper Science 13(6):J178 (1987).
14) Talja, R., Paper Tech. 33(6):18 (1992).
15) Talja., R., "Experience of pressing at elevated temperature," 1991 Helsinki Symposium Notes on Alternate Methods of Pulp and Paper Drying, PI/KCL/PIRA, Helsinki, p.129.
16) Sunnerberg, G., Svensk Papperstid.,"Bättre egenskaper med minskad glättning"4:22 (1992).
17) Gorres, J., Luner, P. " Apparent density model of paper", Journal of Pulp and Paper Science, v 18, n 4, Jul, 1992, p J127-J130
18) Wistara, Nyoman (Department of Forestry, University of Wisconsin); Young, Raymond A. “Properties and treatments of pulps from recycled paper. Part I. Physical and chemical properties of pulps”, Cellulose, v 6, n 4, 1999, p 291-324
19) Amiri, R. (Paprican); Wood, J.R.; Karnls, A.; Gorres, J., “Apparent density of paper”, Journal of Pulp and Paper Science, 20(5):142 (1994)
20) Corte, H. and Kallmes, O. J., in The Formation and Structure of Paper (F. Bolam, Ed.), B.P.B.M.A., London, 1962, pp. 13-46, Kallmes, O. J. and Corte, H., Tappi 43(9):737(1960), Tappi 44(6):448(1961).
21) Hollmark, H. (STFI), Apparent density of paper, Journal of Pulp and Paper Science, v 20, n 6, Jun, 1994, p J180-J181
22)  Ratto, P. (Karlstad University, Division for Chemistry, Department of Chemical Engineering); Hornatowska, J.; Rigdahl, M., “Effect of high-temperature and soft-nip calendering on the density of paper”, Nordic Pulp and Paper Research Journal, v 16, n 3, 2001, p 172-17723) Croarkin, C. and Tobias, P., NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, http://www. itl.nist.gov/div898/ handbook/, date. (1/26/2005 6:22:50 PM)
24) The Mathworks. Inc., http://www.mathworks. com/access/helpdesk/help/toolbox/stats/stats.html , Minitab User's Guide, 2000
25) ORLOFF, D. I., PATTERSON, T. F. AND KRAUSE, A. M. 1998a Opening the operating window of impulse drying – I: The effect of ambient pressure at the nip opening. Tappi Journal 81 (7), 113-116.
26) ORLOFF, D. I., PATTERSON, T. F. AND PARVIAINEN, P. M. 1998b Opening the operating window of impulse drying - II: Pressure differential as a source of delamination. Tappi Journal 81 (8), 195-203.
27) Lucisano, M.F.C., "On Heat and Paper: From Hot Pressing to Impulse Technology", Doctoral Dissertation, Royal Institute of Technology, Department of Fiber and Polymer Technology, Division of Paper Technology, Stockholm, Sweden, 2002
28) Szikla, Z., "On the basic mechanisms of wet pressing", Doctoral thesis, PSC Communication 31, KCL Paper Science Centre, Espoo, Finland, 1992, 93 pp
29) Back, E.L., Tappi 68(3):92 (1985).
30) Retulainen E., "Condebelt press drying and sustainable paper cycle," Proceedings of the 2nd Ecopapertech Conference, Helsinki, 1998, p. 315.
31) Howard, R.C., JPPS 16(5):J143 (1990).
32) McCall, J. and Douglas, W. J. M., Tappi J. 77 (2):153 (1994).
33) Burton, S. W. "An investigation of dynamic z-direction density profile development during impulse drying," Ph.D. Thesis, The Institute of Paper Chemistry, Appleton, WI, 1987