تحقیق تأثیر فاینهای خمیر CMP و خمیر بروک بر آهار زنی داخلی کاغذ چاپ 13 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 15

تأثیر فاینهای خمیر CMP و خمیر بروک بر آهار زنی داخلی کاغذ چاپ

محمد طلایی پور. استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران.ایران.

[e-mail]

مهدی علی زاده (کارشناسی ارشد) دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران. ایران.

[e-mail]

چکیده

در این تحقیق تأثیر فاینهای خمیر CMP و فاینهای خمیر بروک بر میزان Cobb (میزان جذب آب) کاغذهای چاپ مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تأثیر روش آهار زنی پیش مخلوط کردن (Premixing) آهار روزین - آلوم در PH خنثی – قلیایی و نسبتهای مختلف آلوم به روزین بر میزان Cobb (میزان‌جذب‌آب) کاغذهای چاپ مورد بررسی قرار گرفت. روش آهارزنی پیش مخلوط کردن باعث کاهش چشمگیر میزان Cobb گردید. با افزایش فاینهای خمیر CMP تا 5% میزان Cobb به طور قابل توجهی افزایش یافت ولی با افزایش بیشتر فاینهای خمیر CMP تا 10% میزان Cobb کاهش یافت. با افزایش فاینهای خمیر CMP تا 5%، افزایش فاینهای خمیر بروک باعث کاهش میزان Cobb گردیدند. فاینهای خمیر بروک و نسبتهای مختلف آلوم به روزین به تنهایی تأثیر معنی داری بر میزان Cobb نداشتند.

لغات کلیدی: فاین CMP، فاین بروک، میزان Cobb، Premixing

مقدمه

در ساخت کاغذ، آهارزنی داخلی به مقاومت کاغذ و مقوا در مقابل نفوذ و جذب آب کمک می‌کند. مواد شیمیایی آهارزنی رایج استفاده شده شامل آهار روزین، آلکیل کتن دایمر (AKD)، انیدرید ساکسینیک آلکنیل (ASA)، نشاسته و مشتقات سلولزی هستند. در بین این مواد شیمیایی آهار زنی آهارهای روزین مهمترین مواد آهارزنی مهمترین مواد آهار زنی داخلی هستند. بسیاری از کارخانجات شرایط کاغذ سازی خودشان را از اسیدی به خنثی – قلیایی تغییر داده اند تا بتوانند از پرکننده های کربنات کلسیم در کاغذ چاپ استفاده بکنند و مقاومت کاغذ را افزایش دهند و از فرسودگی ماشین کاغذ جلوگیری نمایند. یکی از تکنولوژیهای کارآمد، ساده و مفید فرآیند پیش مخلوط کردن است. در این روش روزین و آلوم را قبل از اضافه کردن به خمیر با هم مخلوط می‌کنند. دما، غلظت و نسبت آلوم به روزین در مخلوط آهارزنی (روزین‌– آلوم) بر درجه آهارزنی و میزان جذب آب تأثیر می گذارد.

با افزایش دمای مخلوط آهارزنی (روزین- آلوم) بارگذاری کاهش یافته و کارآیی روزین- آلوم کاهش می‌یابد. همچنین تیمار آهارزنی در غلظت پایین مخلوط (روزین- آلوم) ترجیح داده می‌شود. غلظت پایین‌تر، بارگذاری محلول را بیشتر می کند که برای آهار روزین- آلوم مساعد است البته هنگامی که غلظت بیش از حد پایین است (نزدیک صفر) بارگذاری منفی می شود و برای آهار روزین- آلوم نا مساعد است. همچنین به نظر می رسد یک نسبت بهینه آلوم به روزین برای مخلوط آهار زنی روزین- آلوم وجود دارد [2و1].

فاین در اغلب موارد به معنی مواد سلولزی ریزی به کار می رود که به اندازه کافی برای عبور از توری ورقه ساز ماشین کاغد کوچک می باشند. فاینها موادی هستند که به قدری کوچک هستند که قادرند از یک الک با مش 200 عبور کنند. وقتی کاغذ سازان در مورد فاینها صحبت می کنند ممکن است منظور آنها الیاف ریز یا همه مواد جامد ریزی باشد که در مخلوط خمیر کاغذ وجود دارد و می تواند از توری ورقه ساز ماشین کاغذ عبور کند. ولی بعضی از کاغذ سازان و پژوهشگران ذراتی چون پرکننده ها مثل خاک رس و کربنات

کلسیم و دیگر مواد سوسپانسیونی را هم جزو فاینها رده بندی می کنند. آنچه در این تحقیق مورد نظر است الیاف ریزی است که می توانند از الک با مش 200 و یا از توری ورقه ماشین کاغذ عبور کند. فاینها دو دسته اند: فاینهای اولیه و فاینهای ثانویه. فاینهای اولیه شامل سلول های پارانشیمی و سلولهای ریزی هستند که در چوب وجود دارند، این نوع فاینها سبب حجیم شدن و کدر شدن ورقه کاغذ می شود. فاینهای ثانویه در اثر پالایش خمیر کاغذ تولید می‌شوند که بیشتر در اثر ورقه ورقه شدن لایه های خارجی الیاف ایجاد می‌گردند. این نوع فاینها نرم، بلند و باریک هستند و برای تشکیل پیوند داخلی بین الیاف مناسب می باشند. مطالعات نشان داده که فاینها در مقایسه با الیاف معمولی دارای 3 تا 5 برابر سطح ویژه بیشتری هستند و به طور کلی هر دو نوع فاینها سبب کند شدن فرآیند آبگیری در کاغذ می شوند.

بطور کلی فاینها باعث افزایش ماتی می شوند و خواص مقاومتی کاغذ را بهبود می بخشند [3]. از جمله اثرات فاینها می توان به تأثیر آنها در رنگبری [5و4]، نگهداری الیاف روی توری، بارهای الکتریکی خمیر کاغذ، واکشیدگی و همکشیدگی الیاف و غیره اشاره کرد البته مقدار و میزان سطح ویژه فاینها در خمیر های مختلف اثرات گوناگونی خواهد داشت.

در این تحقیق تأثیر فاینهای خمیر CMP و خمیر بروک بر آهارزنی داخلی کاغذ چاپ مورد بررسی قرار می گیرد. به هر حال تنها مقالات کمی در مورد این فرآیند یعنی تأثیر فاینها بر آهارزنی بحث می کنند و مطالب منتشر شده در این مورد کمیاب است. Li و همکارانش [6] به بررسی فاینهای خمیر BCTMP (Bleached Chemi Thermo Mechanical Pulp) و اثرات آنها بر بازده آهارزنی پرداختند. آنها با استفاده از دو روش تصویر برداری SEM و XPS تفاوت های فاین BCTMP و خمیر BKP (Bleached Kraft Pulp) را بررسی کردند و دریافتند که فاینهای خمیر BCTMP سطح ویژه بزرگتر و بار منفی بیشتری از فاینهای خمیر BKP دارند و همچنین بطور مؤثری کارآیی رزین استر و AKD را کاهش می دهند. ولی بطور کلی در این تحقیق مشخص شد که اثرات منفی این دو نوع فاین با هم مشابه هستند. وجود فاین خمیر BCTMP ماندگاری آنها را افزایش می دهد اگر چه شدیداً درجه آهارزنی در کاغذ های دست ساز را در هر دوی آهارزنی AKD و رزین استر کاهش می دهد. نتایج نشان می دهند که وجود فاینها سبب دسترسی کمتر الیاف به آهار می شود و تحت شرایط مشابه خمیر BCTMP درجه آهارزنی بیشتری نسبت به خمیر BKP دارد و مخصوصاً الیاف بدون فاین BCTMP نسبت به الیاف بدون فاین خمیر BKP راحت تر آهارزنی می‌شوند.

مواد و روشها

مواد

آهار روزین، آلوم از مجتمع چوب و کاغذ مازندران تهیه گردید که تولید داخل کشور بودند. خمیر CMP سفید سازی نشده از خط تولید کاغذ روزنامه مجتمع چوب و کاغذ مازندران تهیه شد و در آزمایشگاه سفید سازی گردید. کاغذ چاپ آماده که در مجتمع چوب و کاغذ مازندران تولید شده بود در آزمایشگاه تبدیل به خمیر بروک شد.

آماده سازی ورقه های دست ساز

برای آماده سازی ورقه های دست ساز، کا درجه روانی خمیر ها را تعیین کردیم سپس ذرات فاین برای هر دو خمیر CMP و بروک جداسازی گردید. برای این کار از الک 200 و الک 325 استفاده شد. الک 200 در بالا و الک 325 در پایین آن قرار گرفت. مقدار ثابتی از خمیر روی الک 200 قرار داده شد و با جت آب شستشو گردید بعد از زمان 20 دقیقه الیافی که روی الک 200 وجود داشت به عنوان جزء الیاف بلند خمیر و الیافی که روی الک 325 وجود داشت بعنوان فاین محسوب شد. این عمل برای هر دو خمیر CMP و خمیر بروک آن انجام شد با این تفاوت که فقط فاین های خمیر بروک مورد نیاز بود و از جزء الیاف بلند خمیر بروک صرفنظر شد. پس از جداسازی الیاف بلند از ذرات فاین، انواع خمیر ها عبارت بودند از جزء الیاف بلند خمیر CMP، فاین CMP و فاین بروک. به منظور پی بردن به اثرات ذرات فاین خمیر CMP و خمیر بروک بر آهارزنی داخلی کاغذ چاپ، درصدهای مختلفی از ذرات فاین خمیر CMP و خمیر بروک و جزء الیاف بلند خمیر CMP را با هم مخلوط کردیم. جدول I درصدهای فاین CMP و فاین بروک و جزء الیاف بلند خمیر CMP مخلوط شده را نشان می دهد.

تحقیق در مورد خمیر کاغذ

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 54 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

مروری بر روشهای تهیه خمیر کاغذ

خمیرسازی فرایندی است که به وسیله آن چوب به یک توده فیبری (لیفی) تبدیل می شود. به بیان دیگر، خمیرسازی فرایندی است که بر اثر آن پیوند های درونی ساختار چوب می شکنند.

این کار را می توان به طور مکانیکی، گرمایی، یا شیمیایی انجام داد یا تلفیقی از این روشها را به کار برد. روشهای تجارتی موجود را می توان در سه گروه مکانیکی، شیمیایی یا نیمه شیمیایی (یعنی تلفیقی از عملیات شیمیایی و مکانیکی) طبقه بندی کرد (جدول 4– 1) .

میزان تولید مربوط به سال 1978 به وسیله هر کدام از روشهای فوق، در جدول 4-2 آمده است. حدود 70% خمیر تولید شده در آمریکای شمالی به روشهای شیمیایی است که90% آن را خمیر کرافت تشکیل می دهد. البته بهتر است خمیر کرافت پر بازده و خمیر سولفیت پر بازده را که در محاسبات خمیر شیمیایی سفید نشده کرافت و سولفیت به حساب آمده است در گروه خمیرهای نیمه شیمیایی منظور کنیم.

در جدول 4-3 توزیع جغرافیای انواع مختلف صنعت خمیر و کاغذ در آمریکای شمالی، از جمله کارخانه هایی که از الیاف دست دوم و بازیابی شده استفاده می کنند (فصل14) نشان داده شده است.

4-1 مقدمه ای بر انواع روشهای خمیر سازی

خمیر سازی مکانیکی

قدیمی ترین و شاید همچنان متداولترین روش خمیر سازی مکانیکی، فرایند گراندوود است که در آن چوب به صورت قطعات بریده شده گرده بینه، در طول به وسیله یک سنگ زبر چرخان با سرعت 100 تا 1200 دور در دقیقه، تحت فشار قرار گرفته خرد می شود. در نتیجه این عمل، الیاف از چوب کنده میشوند، ساییده می شوند و با شستشو از سطح سنگ جدا می شوند.

جدول 4-1 طبقه بندی عمومی فرایندهای تبدیل چوب به خمیر کاغذ

مکانیکی

مکانیکی- شیمیایی

شیمیایی

تولیدخمیر با انرژی مکانیکی(بدون مواد شیمیایی یا گرما یا به مقدار اندک)

تولید خمیر با تلفیقی از

عملیات شیمیایی و مکانیکی

تولید خمیر با استفاده از

مواد شیمیایی و گرما

پر بازده ( 95-90%)

بازده متوسط(90-55%)

کم بازده (55-40%)

الیاف کوتاه، ناخالص ضعیف و ناپایدار

خواص میانه با بعضی

ویژگیهای برجسته

الیاف بلند، خالص، محکم و پایدار

کیفیت چاپ پذیری خوب

کیفیت چاپ پذیری ضعیف

رنگبری دشوار

رنگبری آسان

چند مثال :

چند مثال :

چند مثال :

گرداندوود سنگی

سولفیت خنثای نیمه شیمیایی

کرافت

خمیر مکانیکی پالایشی

سولفیت

خمیر مکانیکی گرمایی

کرافت پر بازده

سودا، سودا- آنتراکینون

جدول 4-2 تولید خمیر در آمریکای شمالی در سال 1978 (تن مکعب) (6 ]

نوع خمیر

آمریکا

کانادا

خمیر حل شونده

1290

*

خمیر کرافت

رنگبری شده

15570

6850

رنگبری نشده

16930

1590

خمیر سولفیت

رنگبری شده

1300

510

رنگبری نشده **

300

1790

نیمه شیمیایی

3670

340

مکانیکی

6740

7950

خمیرهای دیگر

-

620

جمع

45880

19650

* همراه با خمیرهای کرافت و سولفیت گزارش شده است . ** توام با خمیر سودا

جدول 4-3 توزیع جغرافیایی کارخانه های خمیر و کاغذ در آمریکای شمالی

کاغذ و مقوا

خمیر کاغذ

سولفیت (رنگبری شده و نشده)

کرافت و سودا (رنگبری شده و نشده)

نیمه شیمیایی

گراندوود (شامل خمیر مکانیکی)

مکانیکی پالایشی

الیاف دست دوم (شامل خمیر مرکب زدایی شده)

متفرقه (شامل باگاس، پنبه ، کتان ، کنف و غیره)

ایالات متحده

آلاباما

17

16

13

2

2

4

6

آلاسکا

2

2

آریزونا

2

2

1

1

2

آرکانزاس

12

9

7

1

2

6

کالیفرنیا

39

10

4

1

5

26

کلرادو

2

1

کانکتی کوت

13

2

1

9

1

دلویر

5

2

1

فلوریدا

14

10

1

8

1

1

6

جورجیا

24

15

11

2

1

5

11

1

ایداهو

2

1

1

ایلینویز

22

5

7

20

2

ایندیانا

17

1

1

13

ایوا

3

2

1

1

2

کانزاس

2

2

کنتاکی

5

3

2

1

3

لوئیزیانا

19

14

10

4

2

4

8

1

ماین

23

14

1

7

9

4

3

مریلند

5

2

1

1

4

ماساچوست

45

2

12

3

میشیگان

37

9

2

3

1

3

16

1

مینسوتا

12

8

2

1

4

6

2

می سی سی پی

12

7

4

3

2