بخشی از مقاله
چکیده:
در این تحقیق از خرده چوب های ممرز کارخانه چوب و کاغذ مازندران، مقداری خرده چوب به صورت کاملا تصادفی انتخاب شد و خمیر CMP با بازده 85 درصد تهیه گردید. از خمیرهای CMP تهیه شده، به صورت جداگانه با افزودن و بدون افزودن DTPA ، با پروکسید هیدروژن و دی تیونیت سدیم رنگبری شد و از آن کاغذ دست ساز با گراماژ 60 gr/m2 تهیه گردید. سپس بر روی تعدادی از کاغذهای دست ساز محلول 0/5 درصد DTPA به صورت اسپری پاشیده شد. کلیه کاغذهای مذکور در زمانهای 10 ،20، 30 و 40 ساعت تابش دهی شدند و خواص نوری آنها قبل و بعد از کهنه سازی نوری تسریع شده طبق آزمون های استاندارد TAPPI اندازه گیری و مقایسه گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که در طی تابش دهی نوری از صفر تا 40 ساعت، زردی، ماتی، ضریب جذب، نسبت K/S و عدد PC افزایش و روشنی کاغذ کاهش می یابد. همچنین، در اثر رنگبری تکمیلی با دی تیونیت سدیم، خواص نوری کاغذ بهبود می یابد. بر اثر اسپری DTPA برروی سطح کاغذهای دست ساز، روشنی، ماتی و زردی کاغذ افزایش و ضریب جذب، نسبت K/S و عدد PC کاهش می یابد. در بین تیمارهای مختلف و در طی کهنه سازی نوری در طولانی مدت، اسپری DTPA نقش موثری در افزایش پایداری روشنی و افزایش دوام کاغذ در برابر تخریب نوری دارد.
واژه های کلیدی: کهنه سازی نوری، تابش دهی، اسپری DTPA ، دی تیونیت سدیم، پایداری روشنی
مقدمه امروزه با محدودیت مواد اولیه و افزایش تقاضا برای مصرف کاغذ، استفاده از خمیرهای مکانیکی و پر بازده مورد توجه قرار گرفته است. اما مشکل این خمیرها، زرد و شکننده شدن کاغذ حاصل در برابر نور و در نتیجه محدودیت مصرف آنهاست. تحقیقات زیادی برای جلوگیری از زرد شدن و افزایش پایداری روشنی کاغذهای لیگنین دار صورت گرفته است. اما تا کنون به دلایل اقتصادی و فنی، هیچکدام از آنها کاربرد صنعتی پیدا نکرده اند. با توجه به این که در ایران بخشی از کاغذ چاپ و تحریر و روزنامه از فرآیند CMPٌ با بکارگیری درصد زیادی از گونه ممرز تولید می شود و از طرفی گونه ممرز گونه فراوان در جنگل های شمال کشور است، در این تحقیق تغییر رنگ کاغذهای تهیه شده از خمیر CMP ممرز بر اثر کهنه سازی نوری مورد بررسی قرار گرفته است. در زمینه تغییر رنگ کاغذهای مکانیکی و نیمه شیمیایی، در دهه گذشته پژوهش های زیادی صورت گرفته است.
Paulsson و همکاران - 2001 - زرد شدگی نوری خمیر کاغذهای CTMP رنگبری نشده و استیل دارشده صنوبر در جوّ معمولیجوّ، گاز آرگون و گاز اکسیژن در طی کهنه سازی نوری تسریع شده را مورد مطالعه قرار دادند. طبق گزارش آنها، اکسیژن رنگ باختگی نوری را افزایش و استیل دارشدن، زرد شدگی نوری را کاهش می دهد.
Qiu و همکاران - 2003 - استفاده از DTPA برای کاهش تجزیه پروکسید در اثر یون منگنز را بررسی کردند. نتایج تحقیق آنها نشان داد که اضافه کردن DTPA به خمیر حاوی Mn+2، اثر مثبتی بر رنگبری خمیر دارد.
Phillips و همکاران - 1989 - واکنش های فتو شیمیایی کاغذ در اثر کهنه سازی تسریع شده نوری را بررسی کردند و گزارش دادند که تخریب رزین و لیگنین باقیمانده در کاغذ در اثر تابش دهی UV، باعث تشکیل ترکیبات رنگی در کاغذ می شود و اثر اندکی بر خواص فیزیکی آن دارد.
میرشکرایی و همکاران - 1384 - تاثیر یون های فلزی بر روشنی خمیر کاغذ CMP مخلوط پهن برگان ایران را بررسی کردند. آنها با بررسی خواص نوری کاغذ، گزارش دادند که اسپری عامل کی لیت ساز DTPA بر روی سطح کاغذ سبب کاهش چشمگیر اثر منفی یون های فلزات واسطه بر روشنی - - ISO کاغذ می شود.
مواد و روشها
الف تهیه نمونه در این تحقیق، از انباشت خرده چوب های ممرز کارخانه چوب و کاغذ مازندران، نمونه هایی بهصورت کاملاً تصادفی انتخاب شد و پس از انتقال آنها به آزمایشگاه مرکز تحقیقات کارخانه مذکور، ابتدا خردهچوبهای استاندارد به صورت دستی جداسازی و شسته شدند. سپس درصد خشکی آنها طبق آزمون شماره 297 om-97 استاندارد TAPPI اندازه گیری شد.
ب پخت CMP
از نمونه های تهیه شده ممرز، خمیر شیمیایی مکانیکی - CMP - با بازده 85 درصد تهیه شد. برای پخت خردهچوبها از مایع سفید پخت کارخانه چوب و کاغذ مازندران استفاده گردید. پخت خرده چوب ها درشرایط زیر انجام شد - جدول - 1
جدول -1 شرایط پخت برای تولید خمیر CMP از گونه ممرز
ج رنگبری خمیر CMP
خمیر CMP تهیه شده از گونه ممرز، با پروکسید هیدروژن H2 O2 ، بدون پیش تیمار DTPA و با پیش تیمار DTPA رنگبری شدند. مرحله پیش تیمار با عامل کی لیت کننده - DTPA - در داخل کیسه های پلاستیکی و در حمام آب گرم انجام شد. بعد از رنگبری با پروکسید هیدروژن و شستشو، خمیر سفید شده با پالاینده آزمایشگاهی PFI Mill تا رسیدن به درجه روانی 300 CSF پالایش
گردید. از خمیرهای CMP حاصل، طبق آزمون شماره T 205 om -88 استاندارد TAPPI ، کاغذهای دست ساز با گراماژ 60 gr/m2 تهیه شد. سپس بر روی تعدادی از کاغذهای دست ساز، محلول 0/5 درصد DTPA به صورت اسپری و در زمان 10 ثانیه پاشیده شد تا سطح نمونه ها کاملا آغشته گردد. برای افزایش روشنی کاغذهای تهیه شده، خمیرهای تیمار شده با DTPA و رنگبری شده با پروکسید هیدروژن، با دی تیونیت سدیم Na2S2O4 - ، یک ماده کاهنده - نیز رنگبری تکمیلی شدند - جدول . - 2 پس از رنگبری تکمیلی با دی تیونیت سدیم، خمیرهای مورد نظر با دور 6500 برای رسیدن به درجه روانی 300CSF با دستگاه PFI Mill پالایش شدند. سپس از نمونه های تهیه شده تعدادی کاغذ دست ساز تهیه شد.
د کهنه سازی نوری برای بررسی و مقایسه تغییر رنگ کاغذهای دست ساز، تیمار کهنه سازی نوری انجام شد. برای کهنه سازی نوری از دستگاه تابش دهی که توسط مولف برای انجام آزمایشها ساخته شده است استفاده گردید. در این دستگاه به منظور تابش دهی و بررسی پایداری روشنیکاغذ، از شش عدد لامپUV از نوع black light ساخت شرکت Phillips و شش عدد لامپ فلوئورسنت معمولی استفاده شده است. دامنه طول موج خروجی در محدوده 300 تا 400 نانومتر است، دمای محفظه با چهار عدد هواکش کنترل گردید. تیمارهای نوری به مدت صفر، 10، 20، 30 و 40 ساعت انجام شد.
جدول 2 شرایط ثابت در پیش تیمار و رنگبری خمیر CMP ممرز
5 اندازه گیری خواص نوری
برای اندازه گیری خواص نوری کاغذها، از دستگاه اسپکتروفتومتری ازنوع Technibrite Miro TB -1C استفاده شد. این دستگاه در سیستم CIElab ٌ قادر به تشخیص رنگ فرآورده های کاغذی می باشد. عملکرد این سیستم بر اساس خاصیت انعکاس نور از سطح مورد مطالعه استوار است. برای بررسی خواص نوری، فاکتورهایروشنی - - ISO، زردی، ضریب جذب - K - ، و ضریب پخش - S - تعیین شدند. برای اندازهگیری کمّی تغییر رنگ و تعیین عدد کهنگی - عدد 2PC ، که معیاری از کهنگی است - ، از معادله کوبلکا - مانک استفاده شد.
