نوع مقاله : خمیر کاغذ و کاغذ
نویسندگان
1 دانشیار، گروه مهندسی چوب و کاغذ، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران.
2 استادیار، گروه صنایع چوب، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران
چکیده
سابقه و هدف: کاغذ و مقوا به عنوان یک ماده زیست‌تخریب‌پذیر و سبک در بسته‌بندی صنایع مختلف کاربرد دارد. پوشش‌دهی کاغذ ویژگی‌های آن را بهبود بخشیده و کیفیت چاپ را افزایش می‌دهد. پوشش‌های زیست‌پلیمری به دلیل زیست‌تخریب‌پذیری و غیرسمی بودن، نسبت به پلیمرهای معمولی برتری دارند. هدف این مطالعه آماده ساختن یک ورق مقوایی پوشش داده شده با نانومواد و ترکیبات معدنی به عنوان یک وسیله برای بسته بندی و ارزیابی ویژگی‌های فیزیکی و چاپ‌پذیری کاغذ لاینر سفید کارخانه چوب و کاغذ مازندران است. از مقادیر مختلف سه ماده نانو گرافن، پروتئین زئین و فلورین به همراه رزین آکریل آمید برای اندودزنی این کاغذ به روش تیغه‌ای استفاده شد. ویژگی‌های مورد بررسی شامل: ضخامت، مقدار خاکستر کاغذ، مقاومت به عبور هوا، زبری، ماتی، سفیدی، روشنی، زردی، براقیت، دانسیته نوری، و چسبندگی بودند. هدف این تحقیق ایجاد ممانعتی در برابر عبور هوا از طریق پوشش‌دهی سطح بیرونی کارتن (لاینر رویه) است. این پوشش به عنوان اولین لایه کارتن که به طور مستقیم با بیرون در تماس است، طراحی شده است تا علاوه بر کاهش ارتباط داخل و خارج مقوا، خواص چاپ‌پذیری را نیز بهبود بخشد.
مواد و روش‌ها: کاغذ لاینر سفید با گراماژ ۱۱۰ گرم از کارخانه چوب و کاغذ مازندران تهیه شد. نانوگرافن نوع AO-4 از شرکت گرافن سوپرمارکت آمریکا، پروتئین زئین از شرکت سیگما آلدریچ و فلورین نیز از گروه تولیدی معدن کاوان تأمین گردید. به‌منظور پوشش‌دهی، نانوگرافن، زئین و فلورین با درصدهای وزنی مشخص توزین و متناسب با شرایط تیمار، به‌مدت ۳۰ دقیقه در دمای ۵۰ درجه سانتی‌گراد با ۱۰۰ گرم آب مقطر مخلوط شدند. سپس 5/2 گرم لاتکس استایرن بوتادین و 5/0 گرم پراکنده‌ساز D200 به مخلوط اضافه شده و به‌مدت ۲۰ دقیقه با دور ۱۵۰۰ همگن شدند. برای افزایش پوشش، محلول نشاسته کاتیونی (۵ درصد) به عنوان یک کمک نگهدارنده استفاده شد. این فرآیند منجر به هشت نوع تیمار مختلف از کاغذ لاینر سفید می‌شود که هر یک به طور خاص با ترکیبات متفاوت پوشش‌دهی شده‌اند. تیمارها به شرح زیر هستند: تیمار 1، لاینر سفید شاهد (CWL)، تیمار 2، لاینر سفید پوشش‌داده شده با نانوگرافن (WLG)، تیمار 3، لاینر سفید پوشش‌داده شده با زئین (WLZ)، تیمار 4، لاینر سفید پوشش‌داده شده با فلورین (WLF)، تیمار 5، لاینر سفید پوشش‌داده شده با نانوگرافن و زئین (WLZG)، تیمار 6، لاینر سفید پوشش‌داده شده با نانوگرافن و فلورین (WLFG)، تیمار 7، لاینر سفید پوشش‌داده شده با فلورین و زئین (WLFZ)، تیمار 8، لاینر سفید پوشش‌داده شده با نانوگرافن، زئین و فلورین (WLZFG)، خواص فیزیکی و نوری بر اساس استانداردهای مربوطه اندازه‌گیری شد. طرح آزمایشی از نوع کاملاً تصادفی بوده و تجزیه و تحلیل داده‌ها با استفاده از تجزیه واریانس یک‌طرفه و آزمون دانکن در سطح اعتماد ۹۵ درصد انجام گردید.
نتایج: نتایج آنالیز واریانس یک‌طرفه نشان داد که بین ضخامت، خاکستر، مقاومت به عبور هوا، زبری، ماتی، سفیدی، روشنی، زردی، براقیت و دانسیته نوری این کاغذها در سطح احتمال 5% اختلاف معنی‌داری وجود ندارد. در مورد خاکستر، بیشترین میزان مربوط به کاغذ لاینر سفید پوشش‌دار با فلورین و گرافن بود. در خصوص مقاومت به عبور هوا، کاغذ پوشش‌دار با فلورین و نانوگرافن بهترین عملکرد را داشت. نتایج زبری نشان داد که کاغذ لاینر سفید پوشش‌دار با زئین و فلورین دارای بیشترین زبری است. همچنین، کمترین میزان ماتی و سفیدی مربوط به کاغذ لاینر سفید پوشش‌دار با زئین، نانوگرافن و فلورین بود. آزمون چسبندگی نشان داد که لایه‌های پوشش‌دار و مرکب فلکسو به‌خوبی به کاغذ چسبیده‌اند.
نتیجه‌گیری: نتایج به‌دست‌آمده از مطالعات میکروسکوپی نشان داد که افزودن نانو گرافن، زئین و فلورین باعث بهبود کیفیت پوشش الیاف کاغذ می‌شود. در مورد ضخامت کاغذ، افزایش معنی‌داری مشاهده شد که به دلیل تغییرات ضخامت کاغذ پایه است. مقاومت به عبور هوا با پوشش‌دهی به طور قابل توجهی افزایش یافته و در برخی موارد این مقاومت به حدی بالا بود که قابل اندازه‌گیری نبود. استفاده از فلورین و زئین منجر به حداکثر زبری شد، در حالی که نانو گرافن کمترین زبری را ایجاد کرد. همچنین، ماتی کاغذها پس از پوشش‌دهی کاهش یافت. به‌علاوه، دانسیته نوری در پوشش‌های ترکیبی بهبود یافت که نشان‌دهنده کیفیت بهتر چاپ بود. نتایج نشان می‌دهند که چسبندگی لایه پوشش به مرکب فلکسو عالی بوده و در مقایسه با نمونه‌های بدون پوشش، میزان کنده شدن کاغذ پایه کمتر بود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
)