تأثیر برخی مواد افزودنی در بهبود جذب آب و مقاومت‌های کاغذ تهیه شده از خمیرکاغذ کارتن کهنه

Abstract

سابقه و هدف: بازیافت کاغذ علاوه بر کاهش مصرف منابع مختلف مانند آب، انرژی و نیز چوب درختان در کشورهای مختلف، به­دلیل آلایندگی­ کمتر همواره رو به افزایش است. یکی از نقاط ضعف اصلی خمیرکاغذ کارتن کهنه، ویژگی­های مقاومتی آن است که سبب محدود شدن کاربرد آن در بخش­های مختلف صنعت بسته­بندی شده است. در این مطالعه، به بررسی تأثیر استفاده از مواد افزودنی برای بهبود ویژگی­های مقاومتی خمیرکاغذ کارتن کهنه در دو حالت تر و خشک به منظور ساخت کاغذ لاینر رویه کارتن پرداخته شده است.مواد و روش ­ها: خمیرکاغذ کارتن کهنه از کارتن­های تولید داخل کشور تهیه شد. به منظور بررسی عملکرد و تعیین مقدار بهینه مواد افزودنی، ابتدا از نشاسته کاتیونی ذرت (با سطوح 1، 4/1 و 2 درصد)، رزین بهبوددهنده مقاومت تر کاغذ (با سطوح 1، 2 و 3 درصد)، AKD (با سطوح 1، 2 و 3 درصد) و خمیرکاغذ الیاف بلند بازیافتی لفاف چای وارداتی (با سطوح 10، 15 و 20 درصد) بر اساس وزن خشک خمیرکاغذ به‌عنوان مواد افزودنی و به‌صورت جداگانه به خمیرکاغذ کارتن کهنه استفاده شد و کاغذهای دست‌ساز آزمایشگاهی با جرم پایه 120 گرم بر مترمربع ساخته شد. برای مقایسه اثر مستقل افزودنی­ها، مقاومت کششی، مقاومت به ترکیدن و مقاومت به پاره شدن در دو حالت تر و خشک و مقدار جذب آب (کاپ) بر روی نمونه­های آزمونی اندازه­گیری شد. بر این اساس، سطح بهینه مواد افزودنی مشخص شد و بعد از تیمار ترکیب بهینه شامل خمیر کارتن کهنه و سطوح مناسب همه افزودنی­ها، کاغذهای دست­ساز ساخته شد و خواص مختلف آنها مقایسه آماری گردید. نتایج: مقدار جذب آب (کاب) کاغذهای دست­ساز با افزودن AKD، نسبت به نمونه تا حدود 90 درصد کاهش یافت و این افزودنی توانست مقدار جذب آب کاغذ دست­ساز تهیه شده از کارتن کنگره­ای کهنه را تا محدوده مناسبی (حدود 20 گرم بر مترمربع) کاهش دهد. بیشترین افزایش مقاومت کششی در حالت تر کاغذ با استفاده از 3 درصد رزین مقاومت تر نسبت به شاهد حاصل شد. این رزین مقاومت کششی، ترکیدن و پاره شدن باقیمانده در کاغذ بازیافتی را در حالت تر به­ترتیب در حدود 25، 46 و 58 درصد نسبت به حالت خشک حفظ کرده است و عملکرد مناسبی داشته است. نتایج نشان داد که با افزودن نشاسته کاتیونی و خمیرکاغذ الیاف بلند بازیافتی، همه مقاومت­­های کاغذ دست­ساز در حالت خشک نسبت به نمونه شاهد، به­صورت مستقل افزایش یافتند. تیمار ترکیب بهینه براساس نتایج حاصل از استفاده افزودنی­ها به­طور مستقل در خمیرکاغذ OCC، شامل استفاده از 1 درصد نشاسته کاتیونی، 1 درصد AKD و 3 درصد رزین مقاومت تر براساس ملاحظات فنی- اقتصادی انتخاب شد. استفاده از این تیمار باعث شد که میانگین مقاومت­های کششی و ترکیدن در حالت خشک کاغذهای دست­ساز، با افزودن 20 درصد خمیرکاغذ الیاف بلند بازیافتی اختلاف معنی­داری نداشته باشد و میانگین آنها در یک گروه آماری قرار بگیرد.نتیجه­ گیری: استفاده از 20 درصد خمیرکاغذ الیاف بلند بازیافتی لفاف چای، موجب بهبود قابل ­توجه مقاومت­های خمیرکاغذ کارتن کهنه در حالت خشک شده است، اما افزودن 1 درصد نشاسته کاتیونی ذرت موجب بهبود ناچیزی در مقاومت­های خشک خمیرکاغذ کارتن کهنه شد. استفاده از 3 درصد رزین مقاومت تر نیز موجب بهبود معنی­دار مقاومت­های خمیرکاغذ کارتن کهنه در حالت تر شده است و افزودن 1 درصد AKD موجب کاهش معنی­دار جذب آب خمیرکاغذ کارتن کهنه تا حدود 14 گرم بر مترمربع شد. تیمار بهینه اختلاط افزودنی­های شیمیایی شامل 1 درصد نشاسته کاتیونی ذرت، 1 درصد AKD و 3 درصد رزین مقاومت تر برای بهبود مقاومت­های تر و خشک کاغذ لاینر ساخته شده از خمیرکاغذ کارتن کهنه برای استفاده برای بسته­بندی­ فراورده­های سردخانه­ای و فریزری توصیه می­شود.

Keywords

• بسته‌بندی
• لایه رویه
• الیاف بلند بازیافتی
• افزودنی‌های شیمیایی
• مقاومت تر
• مقاومت خشک