مقدمه
ماهيت و چگونگي صنعت كغاذ
1- سرمايهگذاري كلان
2- آب مصرفي فراوان
3- انرژي مصرفي فراوان
4- كالايي اقتصادي و سودمند
توسعة تكنولوژي
توسعه و پيشرفت زماني اختراعات اوليه تكنيكي
105 ميلادي اختراع كاغذسازي بوسيلة تس اي لون در چين
700 انجام عمليات آهارزني كاغذ براي اولين بار
1282 استفاده از ماركها در كاغذ (ته نقشها در كاغذ) براي اولين بار (ايتاليا)
1680 اختراع خميرزدن هنلدر (هلند)
1764 اندود كردن كاغذ در اروپا براي اولين بار (انگلستان)
1774 كشف كلر، بعدها در رنگبري كاغذ استفاده گرديد
1796 به كارگيري عمليات نقش برجسته در كاغذ براي اولين بار (انگلستان)
1798 اختراع ماشين كاغذ توسط Nicholas-Louis Robert(فرانسه)
1807 اولين تجربة آهارزني داخلي
1809 اختراع فرمر استوانهاي بوسيله John-Dickinson (انگلستان)
1817 نخستين ماشين كاغذ ارائه شده در آمريكا
1820 اختراع سيلندرهاي خشك كن ماشن كاغذ (انگلستان)
1823 استفاده سنگ گچ براي پر نمودن كاغذ (به عنوان فيلر) براي اولين بار
1824 اختراع ماشين خميرسازي مقوا
1825 اختراع دندي رول براي ايجاد نقش برجسته روي كاغذ (انگلستان)
1840 اختراع فرآيند خميرسازي سنگ آسياب (آلمان)
1851 اختراع فرآيند خميرسازي شيميايي سودا (ايالات)
1856 كشف جوهر رنگي استفاده شده در كاغذ رنگي (آلمان)
1856 نخستين امتياز اعطا شده به كاغذ مواج
1857 اختراع فرآيند خميرسازي شيميايي سولفيت (فرانسه)
1864 اختراع فلتهاي پرس ماشين كاغذ (ايالات متحده)
1884 اختراع فرآيند خميرسازي سولفيد (آلمان)
1887 اختراع آزمونگر Mullen – نخستين ابزار تست كردن (ايالات متحده)
1921 استفاده از كاج اسپروس آلاباما در كاغذسازي براي اولين بار
1945 توسعه و پيشرفت تكنولوژي بكارگيري ديوكسيدكلر
65-1950 تكميل فرآيند رنگبري ديوكسيد كلر و افزايش بكارگيري جنگلهي ايالات متحده جنوبي در كاغذسازي
1970 به بعد توسعة ماشينهاي كاغذ پيشرفته، مواد شيميايي رنگبر جديد و توالي آنها و كنترل فرآيند كامپيوتر و غيره
تاريخچة ابتدايي مسير تكامل مصارف كاغذ چاپ و تحرير و روزنامه
105 ميلادي اختراع فرآيند كاغذسازي توسط تس آي لون (كاغذ با سرعت زياد جايگزين همة سطوح نگارشي ديگر گرديد)
807 اولين خبر ارائه شده در مورد استفاده از كاغذ اسكناس (چين)
5-1450 چاپ كتاب مقدس گوتنبرگ (آلمان)
1470 نخستين پوستر كاغذي چاپ گرديد (اروپا)
1480 نخستين بخش نامة چاپ شده منتشر گرديد (آلمان)
1497 كاغذ براي نخستين بار در چاپ كتاب راهنما مورد استفاده قرار گرفت.(ايتاليا)
1545 نخستين كاتالوگ چاپ گرديد (سوئيس)
1609 قديميترين كاغذ روزنامه همراه با تاريخي انتشار منظم (آلمان)
1862 اختراع كاغذ تاب خورده دو لا، ريسمان وزه (ايالات متحده)
1862 اختراع نخستين كاغذ نشاندار تجاري
1905 كاغذ گلاسه به آمريكا آورده شد
فرآيند خميرسازي مكانيكي SGW (Ston Ground Wood):
اولين نوع توليد خمير كاغذ به روش مكانيكي كه در دنيا منسوخ گرديده است، 95% خميرهاي مكانيكي آمريكاي شمالي به اين روش صورت ميگرفته است، تنها فرآيندي است كه در آن گرده بينه استفاده ميشود، بيش از 80% انرژي جداسازي مكانيكي است.
مشخصههاي فرآيند SGW:
1- فشار عمومي به گرده بينه: اين عمل توسط وزن گرده بينه صورت ميگيرد يا توسط فشار كه اگر فشار زياد باشد الياف به صورت تراشه توليد ميشود و اگر فشار كم باشد به صورت نرمه توليد ميشود.
2- ميلهي انگشتي: كنترل اندازه الياف هنگام خروج را به عهده دارد، اگر فاصله زياد باشد الياف درشتر ميشود حتي ممكن است خرده چوب توليد شود و اگر فاصله كم باشد الياف كوچكتر توليد ميشود.
3- آبپاشها: الياف را از سنگ جدا ميكند و گرما را در اثر اصطكاك كاهش ميدهد.
4- حوضچه جمعآوري: كه هم سنگ خنك ميشود و ميتوان درصد خشكي خمير را نيز كنترل كرد، اگر آب زياد باشد درصد خشكي كم و اگر آب كم باشد درصد خشكي زياد ميشود.
شرايطي كه در كنترل فرآيند SGW نقش دارند:
1- ماده چوبي: سن درخت – گونه چوبي – رطوبت اوليه چوب – پوسيدگي – قطر چوب.
2- ويژگي سنگ: جنس دانه مثل شيشه، سيليس، اكسيد آلومينيوم – اندازه دانه – نوع چسب كه دانه به سنگ ميچسبد – قطر سنگ
3- آب پاشها: فشار آب دماي آب سرعت جريان آب – سختي آب –
4- تيزي سنگ: اگر سنگ كند باشد الياف له ميشود و اگر تيز باشد الياف به صورت برشي ميشود.
5- طرح روي سنگ: لانه زنبوري – مارپيچ – مارپيچ لانهزنبوري
6- سرعت چرخش سنگ: تن يا كند – تغيير فشار وارده بر سنگ
محدوديت: محدوديت اين فرآيند به اين صورت است كه از گونههاي چوبي كم رنگ يا بيرنگ كه دانسيته كمي دارند بايد استفاده شود، از گونههايي كه مواد استخراجي كمي دارند استفاده ميشود و به طور كلي از چوبهايي كه فاقد رزين و كانن باشد استفاده ميكنند، از گونههاي چوبي الياف بلند استفاده ميشود.
RMP :
اين فرآيند در سال 1970 كشف شد و تا سال 1975 حدود 95% از اين روش استفاده ميكردند.
براي استفاده از ضايعات از دستگاهي به نام shreder استفاده ميكردند كه مشخص شد براي توليد خمير از SGW بهتر جواب ميدهد و تغييراتي در آن به وجود آورند و دو ديسك در آن قرار دادند و نام آن را Refiner ناميدند.
مزيت اين فرآيند نسبت به SGW در اين است كه در RMP از چيپس استفاده ميشود و از دو پالايشگر (Refiner) استفاده ميشود كه اولي قدرتي است و چوب را خرد ميكند و دومي كيفيت مورد نظر را ميسازد.
مصرف انرژي در RMP بيشتر از SGW است.
پالايشگر حتماً بايد دو صفحه داشته باشد يكي ثابت Stator و ديگري در حال چرخش است و Rotor ناميده ميشود. تغذيه از سمت ديسك ثابت انجام ميشود. روي هر ديسك تيغههايي وجود دارد كه plate ناميده ميشود كه اندازههاي مختلفي دارد و هر قسمت (Bar) خرده چوبها را به الياف ريزتر تبديل ميكند تا به اندازه مورد نظر برساند.
در اين فرآيند به فاصلهي بين دو ديسك Gap گفته ميشود كه قابل جابهجايي است و با كنترل Gap ميتون اندازه و سرعت ورود و خروج را تنظيم كرد.
مكانيسم پالايش: خرده چوبها بين دو صفحه تحت تأثير نيروي اصطكاك و فشار قرار ميگيرند.
1- اصطكاك باعث گرم شدن خرده چوب ميشود و ليگينين را گرم ميكند و ليگينين گرم شده راحتتر از الياف جدا ميشود.
2- فشار كه در اثر نيروي مكانيكي و هيدروليكي به وجود ميآيد.
نيروي هيدروليكي به دليل وجود محيط آبي است و نيروي مكانيكي دو نوع است: 1- خرده چوب با سرعت 1200 دور در دقيقه به دور خود ميچرخد و باعث تركيدن خرده چوب ميشود 2- نيروي گريز از مركز كه باعث حركت چوب به سمت محيط ميباشد.
شرايطي كه در كنترل فرآيند RMP نقش دارند:
1- گونه چوبي: پهن برگ يا سوزني برگ – چوبي يا غيرچوبي
2- ويژگيهاي Plate: جنس، طرح، قطر، فاصله يا Gap
3- مسائل فرآيندي: فشار ورودي يا Scrofiderl – سرعت خروج الياف – سرعت ورود و خروج مواد – درصد خشكي خمير كاغذ كع از 50% – 16 اندازهگيري ميشود كه 22%-20 وضعيت تعادل است.
فرآيند RMP در فشار اتمسفر است و فاقد حرارت است با توجه به توليد گرما، بخار نيز توليد ميشود.
فرآيند خميرسازي شيميايي مكانيكي CTMP:
Chip pile washing Streamer آغشتهسازي Screw plug feeder preheater Digester Refiner سايكلون ثانويه خمير كاغذ
در مرحله اول chips pile ورود خرده چوبها را به داخل فرآيند داريم كه وارد مرحله شستشو washing ميشود تا از سنگ ريزه و ماسه و غير پاك شود و در مرحله بعد بخارزني را داريم، اين مرحله به خاطر نفوذ بخار به درون خرده چوبها و نرم شدن آن است و در مرحله بعد آغشتهسازي به وسيلهي مواد شيميايي را داريم كه از دو ماده NaOH و Na2SO3 و اين مواد بايد به درون خرده چوبها نفوذ كند و مرحله Screw plug feeder يا تغذيه كننده پيچش مانع ورود و خروج مواد شيميايي و بخار به داخل ديگ بخار ميشود.
مرحله بعد preheater يا گرمادهي اوليه است كه در دماي 170 تا 130 انجام ميشود و چوب را به طور كامل گرم ميكند و بعد از اين مرحله وارد پالايشگر اوليه ميشود كه تحت فشار است و پالايشگر ثانويه كه در فشار اتمسفر و بين اين دو مرحله پالايش مرحله سايكلون يا بخش ضايعات است كه از مرحله پالايشگر اوليه وارد پالايشگر ثانويه ميشود و بعد از پالايشگر ثانويه دو بخش وجود دارد كه يك طرف ضايعات و طرف ديگر خمير كاغذ خارج ميشود.
شرايط فرآيندي: شكلگيري كاغذ را بهتر ميكند – بيش از 95% از سوزني برگان استفاده ميشود – راندمان بالا ميرود و تا 90% ميرسد. نسبت مايع پخت به چوب مهم است كه براي چوب است، زمان و غلظت آغشتهسازي بايد به طوري باشد كه در زمان تعيين شده آغشتهسازي خوب انجام گيرد.
معايب فرآيند: مواد شيميايي هزينه بر – انرژي مصرفي بيشتر – نسبت به فرآيندهاي خمير تيرهتري دارد.
مواد شيميايي:
NaOH: براي بيشتر سوزني برگان و كمتر پهن برگان به كار برده ميشود و باعث تورم سلولي ميشود و باعث ميشود جداسازي الياف راحتتر صورت گيرد. NaOH بايد %8-4 و دما 100-50 و زمان min60-30 باشد.
Na2SO3: براي پهن برگان بيشتر و در سوزنيبرگان كمتر استفاده ميشود.
9-7=PH، در اينجا از يك ماده بافر كننده براي جلوگيري از تغييرات PH استفاده ميكنند كه در اينجا NaOH نقش بافر كننده دارد.
فرآيندهاي خميرسازي شيميايي:
Sulfite:
در سال 1875 ميلادي شخصي به نام Tilghman بريا اولين بار از اسيد سولفوريك براي نرم كردن چوب و جداسازي الياف استفاده كرد.
هنگامي كه از اسيد استفاده شد رنگ خمير سياه شد و براي رفع آن زا يك ماده قليايي استفاده كردند كه كاتيوني بود و از تغييرات شديد PH جلوگيري ميكرد، اولين بار باز كلسيم يا محلول كلسيم Ca(OH)2 با اسيد سولفوريك تركيب شد. اين تركيب رنگ خمير را از دفعه اول روشنتر كرد. بعد از آن اين فرآيند بيسولفيت كلسيم ناميده شد. فرآيند سولفيت تا سال 1960 تغييري نكرد و از اين سال به بعد از باز منيزيم، آمونيوم و سديم نيز استفاده كردند.
مزاياي افزايش تعداد بازها:
1- انعطافپذيري فرآيند سولفيت را زياد كرد به طوري كه از 14-1=PH ميتوانيم فرآيند سولفيت داشته باشيم.
2- اين بازها قابل بازيافت هستند.
مزاياي فرآيند سولفيت: قيمت مواد شيميايي كمتر از قلياييهاست – رنگ خمير روشنتر است – هزينه سفيدسازي كمتر است – راندمان توليد %6-5 از قلياييها بيشتر است و ليگنينزدايي در يك حد مشخص است.
عيب فرآيند سولفيت: در گونههاي چوبي محدوديت دارد و درختاني كه صمغ و رزين دارند در شرايط اسيدي صمغ و رزين در محلول حل نميشود و به صورت سياه رنگ باقي ميمانند و شكل پيچي يا قير را به وجود ميآورند به خصوص كاجها و كاج ايراني، مقاومت در مقايسه با فرآيندهاي قليايي كمتر است.
بازيهاي مورد استفاده در فرآيند و ويژگي آنها
عوامل Ca++ Mg++ Na+ NH4
فرآيند جذب مشكل ساده ساده ساده
محدوده PH PH<2 PH<5 14-0 14-0
سرعت پخت متوسط متوسط كندترين تندترين
مقدار وازد الك — متوسط كم كم
تمايل به تجمع الياف زياد متوسط كم كم
بازيابي امكان ندارد ساده پيچيده ساده
در دنيا از Na بيشتر استفاده ميشود.
روشها و فرآيندهاي مختلف سولفيت
روش محدوده PH بازده مورد استفاده واكنشگر فعال دما ( )
زمان(h) بازده سوزني برگ (%)
اسيد سولفيت 2-1 چهار باز H+,
145-125 7-3 55-45
بيسولفيت 3-5 Mg, Na, NH4 H+,
170-150 3-1 65-50
سولفيت دو مرحلهاي (استورا)
مرحله اول
مرحله دوم
سولفيت سه مرحلهاي (سيولا)
مرحله اول
مرحل دوم
مرحله سوم
8-6
2-1
8-6
2-1
10-6
Na
Na
145-135
140-125
140-120
145-135
180-160
6-2
4-2
3-2
5-2
3-2
60-50
45-35
سولفيت خنثي 9-7 تركيبي (Na,NH4) 180-160 2-25/0 90-75
سولفيت قليايي 13-9 Na 180-160 5-3 60-45
در پختهاي سولفيت سه اصطلاح كلي وجود دارد:
آزاد: كه شامل
: كه شامل
:
سه نوه گوگرد به صورت بازي و اسيدي در فرآيند وجود دارد:
براين اساس فرآيندهاي سولفيت نامگذاري ميشود:
1- Acid Sulfite سولفيت اسيدي:
2- Acid Bi sulfite بيسولفيت اسيدي:
3- True Bi sulfite بي سولفيت حقيقي:
4- Bi Sulfite بي سولفيت: PH=4-5
PH<4/5 اگر PH نزديك 4 باشد PH>4/5 اگر PH نزديك 5 باشد
5- NSSC سولفيت خنثي: PH=7-9
6- سولفيت قليايي Alkaline Sulfite :
Kraft : مهمترين براي سوزني برگان و چون گوه غالب در دنيا هستند بزرگترين فرآيند دنياست.
بيش از 80% خميرها شيميايي از كرافت توليد ميشود.
شخصي آلماني قصد پيدا كردن جايگزيني براي كربنات سديم داشت و براي گسترش توليد خمير از سولفات سديم استفاده كرد كه مشخص شد پخت سريعتر شد، از نظر مقاومت بهتر شد و مشكلات فرآيند كمتر شد و چون اولين بار از سولفات سديم استفاده شده به اين فرآيند سولفات هم ميگويند.
تا سال 1930 به دليل مسائل اقتصادي از و استفاده نشد تا اينكه توسط دو كانادايي ريكاوري بويلر يا ديگ بازيابي اختراع شد كه به وسيلهي آن و بازيافت شده و به ماده اوليه برميگردد. بيش از 80% از مواد بازيابي ميشوند.
مراحل اصلي سيستم بازيافت شيميايي در فرآيند كرافت
1. تغليظ ليكور در دستگاه تبخير چند مرحلهاي و توليد ليكور سياه غليط (قوي) (50% مواد جامد)
2. تغليط بيشتر ليكور براي توليد ليكور سياه سنگين (55% مواد جامد)
3. افزودن سولفات سديم براي جبران كمبود سديم و گوگرد
4. خاكستر سازي ليكور سياه در كورة بازيابي
5. حل كدازة حاصل از كورة بازيابي براي توليد ليكور سبز
6. واكنش ليكور سبز با آهك براي توليد ليكور سفيد و توليد گل (لجن) آهك به عنوان يك محصول جانبي، اين فرآيند قلياسازي ناميده ميشود.
7. سوزاندن گل (لجن) آهك براي بازيابي آهك به منظور استفادة مجدد در فرآيند قلياسازي
مراحل بازيابي
مايع پخت سفيد White Liquor : ماده شيميايي فعال پخت شامل و كه بعد از سودسازي از مايع پخت سبز گرفته ميشود.
مايع پخت سياه Black Liquor : به مادهاي كه از ديگ پحت جمعآوري شده و هنوز وارد واحد بازيابي نشده است و به طور كلي شامل تركيبات آلي و معدني است.
مايع پخت سيز Green Liquor : به مايعي كه از حل شدن ماده مذاب كوره بازيابي در آب و مايع پخت ضعيف يا رقيق Weak Liquor ساخته ميشود.
موادي كه وارد مرحله سودسازي ميشوند و هستند و چون مرحله سودسازي فعل و انفعال صد در صد نيستد هميشه مقداري كربنات كلسيم در چرخه خواهيم داشت، سودسازي در عمل 85-80% راندمان دارد بنابراين حدود %20-15 سديم به صورت كربنات باقي ميماند، اين %20-15 هميشه بايد در چرخه باشد.
مزاياي فرآيند كرافت: از تمام گونههاي چوبي استفاده ميشود به دليل اينكه تمام مواد استخراجي مثل صمغ و رزين و غيره در سود حلم ميشود. و مشكل پيتچ يا قير در اين فرآيند وجود ندارد، حساسيت به پوست كمي دارد، اگر مقداري پوست حل شود مشكل ساز نيست، زمان پخت كمي دارد، خواص مقاومتي بسيار بالاست، توليد در واحد زمان كرافت efficiency بالاست، به اين دليل كه مواد بازيافت ميشود آلودگي كمتري دارد، حجم تولي بالاست، محصولات جانبي و فرعي مثل رزين، ترمانتين، صمغ و غيره از نظر اقتصادي به صرفه است.
معايب فرآيند كرافت: هزينه سرمايهگذاري اوليه بسيار بالاست، خير كاغذ توليد تيره رنگ است، رنگبندي سخت است، بازيابي مواد شيميايي هزينهبر است، بوي گاز خروجي همانند بوي فاضلاب است كه در اثر توليد گوگرد است.
اصطلاحات و تعاريف مورد استفاده: واحدها gr/Lit
1- Total Alkalin كل مواد شيميايي (TA) شامل كليع مواد قليايي سديمدار هستند.
2- قليائيت فعال (AA):
3- قليائيت موثر (EA):
4- قليائيت قابل تيتراسيون Titratable Alkaline :
5- بازدهي سودسازي Causticity :
مزاياي تعاريف بالا به دليل تدبيل مقداير مواد مورد نظر در واحد كارخانه ميباشد.
فاكتورهاي وابسته به مايع پخت:
1- غلظت مواد قليايي به كار رفته: دو حالت وجود دارد، غلظت زياد: اگر غلظت زياد باشد سرعت انحلال مواد چوبي افزايش پيدا ميكند و راندمان كاهش مييابد چون ليگينين و پلي ساكاريد زيادي تخريب ميشود، اگر غلظت بالا رود انحلال ليگنين انتخابي نسيت و پلي ساكاريدها را ميز حذف ميكند كه اين حالت را less selective toward liginin ميگويند، در اين حالت زمان پخت گاهش مييابد و راندمان به حد مورد نظر ميرسد اما كيفيت خمير به شدت كاهش مييابد.
غلظت كم: در اين حالت مايع پخت تأثيري بر چوب ندارد و انحلال ليگنين به طور كامل صورت نميگيرد و به اصطلاح Under cook ناميده ميشود.
2- نسبت مايع شيميايي يا : اصول كلي به اين صورت است كه مايع پخت چوب را بپوشاند.
نسبت براي چوب سه تا پنج و براي غيرچوبيها ده تا پانزده است.
دو حالت دارد:
1- اگر نسبت مايع پخت كم باشد: بخشي از چوب خارج از مايع پخت قرار ميگيرد و آغشتهسازي خوب صورت نميگيرد و حالت Under cook به وجود ميآيد.
2- اگر نسبت مايع پخت زياد باشد: كه دو حالت دارد: اول اينكه با ثابت بودن غلظت مواد شيميايي نسبت با افزودن آب زياد شود كه باعث ميشود ليگينينزدايي به شدت كاهش يابد.
دوم اينكه همزمان با افزايش مايع پخت غلظت مواد شيميايي نيز افزايش يابد كه بهترين حالت ليگنينزدايي خواهد بود، چون مايع پخت به صورت يكنواخت و با غلظت مناسب اطراف خرده چوبهار ا ميگيرد و ليگنينزدايي كامل صورت ميگيرد اما عيب آن هزينه زياد مواد شيميايي، بازيابي و تبخير مواد شيميايي و انرژي گرمايي است كه بالا ميرود.
در فرآيند كرافت دو نوع ديگ پخت وجود دارد:
ديگ پخت ثابت Batch : مايع پخت پر ميشود و بعد از پختن خرده چوب خالي ميشود، بايد توجه داشت كه ديگ پخت پر ميشود و فضاي خالي باقيمانده به دليل رطوبت، مواد استخراجي و مواد ليگنين خارج شده از چوب است كه در اين فضا قرار ميگيرد.
بعد از خروج خمير از ديگ خمير شسته ميشود و از قسمت پس آب مايع پخت ضعيف شده سياه رنگ به دست ميآيد كه دوباره به همراه مايع پخت سفيد وارد ديگ پخت ميشود.
مزاياي استفاده از مايع پخت ضعيف شده سياه رنگ Weak Black Liquor :
1- غلظت مايع پخت كم مي شود و از تخريب سلولز و هميسلولز كاسته ميشود.
2- عمل رقيق كردن بدون اضافعه كردن هيچگونه باري از نظر تبخير و آب اضافي صورت ميگيرد.
3- صرفهجويي در مواد شيميايي، حرارت و آب مصرفي
4- از مواد شيميايي باقيمانده در قسمت شستشو كه Spent Liquor ميگويند استفاده ميشود.
عيبهاي استفاده از Weak Black Liquor :
1- سفيدي خمير كاغذ كاهش داده ميشود.
2- افزايش ليگينين
3- راندمان پس از غربال كاهش مييابد.
به همين دليل نبايد بيش از %50 از اين ماده استفاده كرد.
ديگ پخت پيوسته Continiouse : از مايع پخت مصرف شده استفاده نميشود.
ماندگاري مايع پخت در ديگ پيوسته زياد است كه اين ماندگاري همانند Weak Black Liquor عمل ميكند. مصرف انرژي به دليل حجم مايعي كه به ازاي هر واحد ماده چوبي تا رسيدن به درجه حرارت پخت لازم است در مقايسه با ديگ پخت ثابت كمتر است.
3- درصد مواد شيميايي: دو حالت دارد:
اگر درصد مواد شيميايي كم باشد: PH در مرحله پاياني كم ميشود و ليگنين روي سطح اليفت مينشيند و اگر زمان پخت را در اين حالت افزايش دهيم ليگنين بيشتر شده در حاليكه پلي ساركاريد كمتر ميشود.
اگر درصد مواد شيميايي زياد باشد: علاوهبر ليگينين پلي ساكاريد هم حل ميشود به خصوص هم سلولز، حل شدن همي سلولز به درجه قليايي پخت EA بستگي دارد و هر چه قدر EA بيشتر باشد راندمان كاهش پيدا ميكند.
4- درصد سولفيديته SU : مختص فرآيند كرافت است و از محاصن آن به شما ميرود، سولفيديته از سولفيدسديم مشعت ميگيرد كه اين امر باعث مي شود انحلال ليگنين سريعتر و انتخابگري بيشتر ميشود.
سولفيديته به گونه چوبي، مقدار قليايي به كرا رفته، حرارت پخت و خواص نهايي خمير كاغذ بستگي دارد. يكي از معايب سولفيديته بوي بد فاضلاب به دليل وجود گوگرد يا سولفيت است.
پس از فرآيندهاي خميرسازي خمير وارد مراحل بعد ميشود:
شستشوي خمير قهوهاي
وظيفه سيستم شستشوي خمير قهوهاي جداسازي الياف خمير از ليكور سياه ميباشد كه اين ليكور در برگيرندة مواد شيميايي پخت مصرف شده و مواد چربي حل شده ميباشد.
پس از شستشو، خمير ممكن است مستقيماً به كارخانه كاغذسازي پمپ گردد، يا اينكه ممكن است براي سفيدسازي به قسمت رنگبري فرستاده شود.
رنگبري
براي ساخت بسياري از انواع كاغذ بايد از خمير روشن يا سفيد استفاده كرد. خميرهاي كرافت، تير رنگند و اگر خمير سفيد مورد نياز باشد بايد آنها را رنگبري نمود.
رنگ خميرهاي رنگبري نشده غالباً ناشي از ليگينيني است كه بعد از خميرسازي در الياف باقي ميماند. فرآيند رنگبري براي واكنش يا ليگنين طراحي شده، به طوري كه يا آن را از روي الياف جدا كند يا با ايجاد تغييراتي به شكلي بيرنگ درآورد.
روشهاي بكار رفته در رنگبري خمير:
شيوة رنگبري ليگنين:
در شيوة رنگبري ليگنين به واسطة يكسري واكنشهاي شيميايي ليگنين موجود در اليفا به شكل تركيباتي بيرنگ در ميآيند. اين واكنشها ليگنين موجود را جدا و حذف نميكنند و بنابراين راندمان در حد مطلوبي حفظ ميگردد به همين دليل روشهاي رنگبري ليگنين براي توليد خميرهاي مكانيكي راندمان بالا به كار ميرود.
پراكسيد سديم و دي تيونيت سديم عوامل رنگزداي معمول مورد استفاده ميباشند كه در عملياتهاي رنگبري تك مرحلهاي بكار ميروند.
در تين فرآيند ميتوان به شفافيت نسبتاً بالايي دست يافت و اين فرآيند تأثير دائمي ندارد. خميرهاي حاصله در طي زمان تغيير رنگ ميدهند. اين شيوه رنگبري بيشتر براي كاغذهاي روزنامه به كار ميرود.
شيوة جداسازي و حذف ليگنين:
در فرآيند رنگبري حذف ليگنين به واسطة برخي واكنشهاي شيميايي ليگنين موجود در الياف جداسازي و حذف ميگردد. از آنجايي كه ليگنين موجود جدا ميگردد، راندمان خمير كاهش مييابد به همين دليل، فرآيندهاي رنگبري حذف ليگنين براي توليد خميرهاي كرافت با راندمان پايين بكار ميروند.
مواد شيميايي مختلفي ( ) را ميتوان در اين فرآيند بكار برد كه در عملياتهاي رنگبري چند مرحلهاي مورد استفاده قرار ميگيرند.
در اين فرآيندها ميتوان به شفافيت بسيار بالايي دست يافت و تأثير رنگبري دائمي است. خميرهاي حاصله سفيدي خود را در طي زمان حفظ ميكنند.
سه گام در يك مرحلة رنگبري:
گام 1: اختلاط
خمير با مواد شيميايي رنگ بر مورد استفاده در رنگبري مورد نظر، مخلوط ميشود. اگر به دماي نياز باشد ميتوان در مخلوط كن از بخار هم استفاده كرد.
گام 2: واكنش
الياف خمير و مواد شيميايي رنگبر در يك بازة زماني در راكتوري كه برج رنگبري ناميده ميشود با هم واكنش ميدهند. زمان توقف در برج رنگبري همراه با ميزان مواد شيميايي و دما، مشخص كنندة درجه رنگبري به ميزان دلخواه است.
گام 3: شستشو
بعد از آنكه واكنش رنگبري به ميزان مورد نظر انجام گرفت، به منظور خورج مواد شيميايي مازاد و محصولات جانبي واكنش، خمير شسته ميشود. به اين منظور اغلب از شويندههاي استوانه اي چرخان مشابه آنهايي كه در شستشوي خمير قهوهاي بكار ميروند، استفاده ميشود.
فهرست علائم اختصاري رنگبري
عامل رنگبر علامت اختصاري
كلر C
هيدركسيد سديم E
هيپوكلريت سديم H
دي اكسيد كلر D
پراكسيد سديم P
اكسيژن O
ازن Z
تواليهاي متداول رنگبري
CEHD
CEDED
OCEDED
*CDESED
مواد خام فيبري
اگر براي ساخت كاغذ، صرفاً از الياف چوبي استفاده كنيم تنها دامنة محدودي از خواص كيفي را ميتوان در كاغذ حاصل آورد. به اين دليل توليدكنندگان كاغذ براي ساخت هر نوع خاصي از كاغذ بنا به نياز در هنگام آمادهسازي خمير نهايي، الياف چوبي را با انواع مختلفي از افزودنيهاي شيميايي تركيب ميكنند.
اين افزودنيها به دو دسته تقسيم ميشوند: افزودنيهاي عاملي و افزودنيها كمك فرآيند. افزودنيهاي عامل، تركيباتي شيميايي هستند كه يا يك خاصيت موجود در كاغذ را تقويت ميكنند و يا خاصيت جديدي به كاغذ ميبخشند. افزودنيهاي كمك فرآيندي پيشبرد واكنشهاي شيميايي يا كاركرد افزودنيهاي عاملي را توسعه ميدهند و يا توليد كنندة كاغذ را در حفظ پاكي و قابليت گذر سيستم ماشين كاغذ ياري ميدهند.
افزدونيهاي عاملي كاربرد
1- عوامل آهاردهنده (براي مثال آلوم- روزين، ديمرهاي كيتين، انيدريوسوكسينيك الكنيل) به كاغذ خاصيت مقاومت به نفوذ در مقابل آب ميبخشد
2- عوامل مقاومت خشك (براي مثال نشاستة كاتيوني، سمغ، آميدهاي پلي آكريل ) مقاومت هشك كاغذ را افزيش ميدهند (كشش، سفتي و …)
3- عوامل رزيني مقاومت مرطوب (براي مثال اوره فرمالدئيد و ملامين فرمالدئيد، رزينهاي پلي آمين) به كاغذ اشباع شده با آب مقائمت بيشتري ميبخشد
عوامل رنگين كننده و رنگدانهاي (براي مثال رنگهاي اسيدي، بازي و مستقيم و رنگدانهها) به كاغذ، رنگها و ته رنگهاي مختلفي ميبخشد
5- پركنندهها (براي مثال دي اكسيد تيتانيوم، خاك رس، كربنات كلسيم) خواص نوري و چاپپذيري كاغذ را بهبود ميبخشد
افزودنيهاي كمك فرآيندي كاربرد
1- كمك نگهدارندهها (براي مثال پلي اكريل آميدهاي كاتيوني و آنيوني، پلي آمينها، نشاستة كاتيوني) ماندگاري نرمهها و پركنندهها در كاغذ را بهبود ميبخشد
2- ضد كفها به خروج آب از مخلوط و تشكيل ورقه كمك ميكنند و تميزي ورقه را افزايش ميدهند، از تشكيل كف و مشكلات در ارتباط با آن جلوگيري ميكنند.
3- عوامل كنترل ميكروبيولوژيكي رشد لجن و ديگر ميكروارگانيسمها را كنترل ميكند
4- عوامل كنترل قير(براي مثال تالك، آلوم، پراكندهسازها) مانع از تهنشين شدن و تجميع قير ميگرديد
5- عوامل كمكزهكش سرعت خروج آن از كاغذ را افزايش ميدهند (موادي مشابه عوامل نگهدارنده بخش شكلگيري ماشيني)
6- عوامل كمك شكلگيري (پلي مرهاي آنيونيك با وزن مولكولي بال، صمغها، و پلي اكريل آميدها) از طريق كاهش دلمگي الياف پخش آنها روي نوار كاغذ را بهبود ميبخشد.
در اين قسمت تعدادي از اين عوامل شرح داده ميشود:
عوامل آهاردهنده
بدون افزوزدن عوامل آهاردهنده، كاغذ بينهايت جاذب الرطوبه است و به عنوان جوهر خشككن يا دستمال كاغذي بسيار خوبي عمل ميكند. عوامل آهاردهنده با سطح الياف چوب واكنش داده و انرژي سطحي آنها را كاهش ميدهند.
انواع كاغذ با درجات مختلف آهار
1- كاغذ خشك كن
2- كاغذ كم آهار – كاغذهاي كم آهار حد متوسطي از عوامل آهاردهنده را دارند. اين كاغذها خاصبيت ضدآب متوسط تا پاييني دارند. بسياري از كاغذهاي چاپ و تحرير نمونههايي از اين نوع كاغذ هستند.
3- كاغذ پرآهار
متداولترين سيستم آهاردهي كه امروزه در ساخت كاغذ استفاده ميشود، سيست آهاردهي آلوم- روزين است. در اين سيستم مولكولهاي روزين به كاغذ خاصيت دفع رطوبت مطلوبي ميبخشند، در حاليكه آلوم به حفظ و ماندگاري آهار روزين در ورقة كاغذ شكلگرفته كمك ميكند و آهار را روي سطح الياف تثبيت ميكند. آهار آلوم – روزين به «آهار داخلي» معروف است، چرا كه آلوم و روزين قبل از شكلگيري كاغذ به خمير آماده براي كاغذسازي افزوده ميشوند.
از آهاردهي آلوم روزين غالباً به عنوان «آهاردهي اسيدي» نام برده ميشود چرا كه آلوم در آب به شكل يك محلول اسيدي در ميآيد. از عوامل آهاردهندة ديمركيتين و ايندريد سوكسينيك اكنيل يا آهار AKD و ASA نيز به عنوان آهاردهي در شرايط قليايي استفاده ميشود.
موادي كه به عنوان عوامل آهاردهنده در ساخت كاغذ استفاده ميشوند
صابون روزين (نمك سديم از اسيدهاي رزيني)
روزين پراكنده (ذرات پراكندة اسيدهاي رزيني)
واكسها استناريك اسيد
آسفالت
ديمرهاي كيتين آلكيل (AKD)
انيدريد سوكسينيك الكنيل (ASA)
رنگدانههاي پركننده
پركنندهها پر مصرفترين افزودنيهايي هستند كه هر ساله در واحد وزن (تن) در ساخت كاغذ مورد استفاده قرار ميگيرند. در ساخت بسياري از انواع كاغذ، رنگدانههاي پركنندة معدني با خمير كاغذ مخلوط ميشوند.
مزايا و معايب افزودن رنگدانههاي پركنندة معدني به كاغذ
مزايا:
– بهبود نرمي سطح كاغذ
– بهبود شفافيت كاغذ
– بهبود ماتي كاغذ
– بهبود مركبپذيري
– افزايش چگالي نوار كاغذ
– بهبود مقاومت نسبت به كهنهشدگي
– اگر قيمت پركنندهها كمتر از الياف باشد، آنگاه كاهش قيمت خمير آماده را در پي خواهد داشت.
معايب
– كاهش مقاومتها
– اگر ذرات پركننده در نوار كاغذ اتصالات مطلوبي را بوجود نياورند، آنگاه تمايل به غبار پراكني كاغذ افزايش مييابد.
– كاهش حجم ويژه
– افزايش قيمت در هنگام استفاده از
پركنندههاي در اشكال مختلفي از كروي گرفته تا مسطح، سوزني يا بيضوي وجود دارند. اشكال مختلف ذرات بر روي خواصي كه رنگدانههاي به كاغذ ميبخشند تأثيرگذار است.
درجة تجمع پركننده در خمير، بينهايت اهميت دارد. عموماً هرچه درجة تجمع و دلمهشدگي بيشتر باشد، كاركرد خواص نوري يك رنگدانه كمتر خواهد بود.
رنگدانههاي معدني متداول كه به عنوان پركنندههاي ساخت كاغذ استفاده ميشوند
الف) خاك رس كائولين ب) دي اكسيد تيتانيوم ج) كربوهيدارت كلسيم
معمولاً پركنندههاي به دو شكل پودري و محلول به دست سازندههاي كاغذ ميرسد. اگر آنها به شكل پودري خريداري شوند اولين مرحلة فرآوري، انحلال آن در آب خواهد بود. سپس محلول پركننده در مقادير معين و در يك يا چند نقطه از محوطه آمادهسازي دوغاب خمير به خمير افزوده ميشود.
عوامل مقاومت خشك
عوامل مقاومت خشك به منظور افزايش مقاومت ورقة نهايي، به خمير آماده براي كاغذسازي افزوده ميشود. عموماً عوامل مقاومت خشك به منظور افزايش برخي خصوصيات مقاومتي همچون مقاومت كششي و ترك خوردگي، كاهش كرك گونگي و غبار ليفي سطح كاغذ و همچنين افزايش مقاومت پيوند بين لايهاي داخلي به كاغذ افزوده ميشود. مقاومت پيوند بين لايهاي در كاغذهاي در معرض فشارهاي عمود به سطح، مانند فشارهاي ايجاد شده در فرآيند جاپ اهميت دارند. اگر مقاومت پيوند بين لايهاي يك ورقه كم باشد ورقه در هنگام چاپ لايه لايه ميشود.
نشاسته يكي از قديميترين عوامل مقاومت خشك به حاسب ميآيد. از آنجا كه آن را در خميرزن به الياف ميافزودند، اغلب از آن تحت عنوان «نشاسته خميرزن» يا «چسب خميرزن» نام برده ميشد. نشاستة كاتيونيك و پليمرهاي پلي آكريل آميد، رايجترين افزودنيهاي مقاومت خشك محسوب ميشوند. نشاستة كاتيونيك گروههايي با بار مثبت دارد كه به ساختار مولكولي آن متصللند. اين گروهها شبكهاي با بار مثبت در نشاسته ايجاد ميكنند كه به شدت جذب الياف پخش شده در آب كه داراي بار منفياند، مي شوند. اين جاذبة دو جانبه بين نشاسته كاتيونيك و الياف؛ منجر به ابقاء و تثبيت بسيار خوب نشاسته در طول ساخت كاغذ ميگردد.
سازندگان كاغذ در موارد متنوعي عوامل مقاومت خشك را به دوغاب خمير ميافزايند. مسئله مهم اين است كه قبل از شكلگيري كاغذ زمان كافي براي اتصال مواد افزودني به الياف مورد نياز است.
خصوصيات مهم رنگدانههاي پركننده
1. اندازة ذره (ابعاد كوچ ترجيحداده ميشود، 2/0 تا 3/0 ميكرومتر)
2. شاخص انكسار ذره (پركنندهها بين 5/1 تا 5/2)
3. شكل ذره
4. ميزان دلمهشدگي (تجمع) در خمير آماده براي كاغذسازي
5. قابليت جذب جوهر
6. خنثي بودن در محيط ساخت كاغذ
7. شفافيت بالا
8. ساييدگي كم
افزودنيهاي مقاومت خشك
1. نشاستهها طبيعي، كاتيونيك 2. صمغها صمغ آگار، صمغ لوكوست بين 3. پلي آميد كاتيونيك، آنيونيك
عوامل مقاومتتر
عوامل مقاومتتر به منظور تقويت اتصالات ليف به ليف در مقابل عمل آب افزوده ميشوند. براي اينكه بتوان ورقهاي را «كاغذ مرطوب مقاوم» ناميد بايد در هنگام غوطهوري در آب (اشباع از آب بودن) حداقل 15% مقاومت خشك خود را حفظ كند. بعضي از كاغذهاي مرطوب مقاوم عملاً تا 50% از مقاومت اوليهشان را در شرايط بالا حفظ ميكنند.
عوامل مقاومتتر را بايد در زماني به فرآيند افزود كه فرصت كافي براي اتصال به الياف را داشته باشند. از آنجا كه عوامل مقاومتتر به شدت كاتيوني هستند بايد دقت نمود تا آنها را زماني به خمير نيفزاييم كه با يك افزودني آنيوني واكنش دهند و يا رقيب افزودني كاتيوني ديگري براي به دستآوردن موقعيت اتصال روي الياف محسوب شوند.
عوامل مقاومتتر
1. رزينهاي اوره – فرمالدئيد 3. پلي آميدها
3. رزينهاي ملامين – فرمالدئيد 4. پلي آمينها
مراحل فرآيند كاغذسازي
الياف آمادهسازي دوغاب خمير شكلگيري ورقه كاغذ پرس كردن خشك كردن كاغذ
آمادهسازي دوغاب خمير
عمليات و تجهيزات آمادهسازي دوغاب خمير
عمليات تجهيزات
1. خميرسازي با دفيبره كردن خمير خشك يا خرده كاغذ خمير ساز
2. ذخيره خمير و دوغاب خمير آماده مخزن دوغاب خمير
3. تنظيم و تعديل درصد خشكي دوغاب خمير تعديل كنندة درصد خشكي
4.پالايش الياف به منظور بهبود ويژگيها خميرزن، جوردنها، پالايندههاي ديسكي
5. سنجش و مخلوط سازي اجزاي خمير آماده تنظيم كننده سست مواد در دوغاب خمير، جريان مغناطيسي
6. حذف تركيبات متراكم از دوغال خمير تميزكنندههاي اوليه، تميزكنندههاي معكوس، تميزكنندههاي سراسري
7. تركيبات بزرگتر از حد نرمال غربال فشاري
8. حذف هوا از دوغاب خمير جعبه دوغاب، دكولاتور
اولين مرحله شامل دفيبره كردن ورقه خمير خشك يا تر و ذخيرهسازي دوغاب خمير در يك مخزن ميباشد. در پي مرحله آمادهسازي دوغاب خمير، عمل خميركوبي يا پالايش به منظور توسعه و بهبود ويژگيهاي خمير اعمال ميگردد. الياف خمير، دستخوش اعمال مكانيكي ايجاد شده در طي عبور از يك ميلة انگشتي مستقر بر روي سطح پالاينده بر روي ميلة ديگر در حضور آب ميباشند. عمل پالايش و خميرزني موجب سايش سطح الياف ميگردند و در اين حالت، لايههاي داخلي جدارههاي الياف از هم جدا ميگردند و الياف مقادير خيلي زيادي آب جذب ميكنند. همة اين اعمال موجب تورم الياف و انعطافپذيري و شكلپذيري بيشتر آنها ميگردد.
دياگرام جريان فرآيند نمونهاي از سيستم آمادهسازي دوغاب خمير
CSF با درجة رواني استاندارد كانادا، مقياسي از توانايي زهكشي آب از دوغاب خمير در لاية شكلگيري ميباشد. اين آزمون، آزموني معمول ميباشد كه سازندگان كاغذ در تعيين ميزان پالايش انجام شده بر روي الياف از آن استفاده ميكنند. مقادير بالاتر پالايش موجب كندتر شدن زهكشي آب از دوغاب خمير ميگردد.
تأثير پالايش بر روي ويژگيهاي كاغذ
درصد خشكي دوغاب خمير، قبل ار مرحله پالايش تعديل و تنظيم ميگردد. مرحلة تعديل و تنظيم درصد خشكي امري مهم تلقي ميگردد، زيرا درصد خشكي دوغاب خمير را در خميرسازي نميتوان به خوبي كنترل نمود.
پس از پالايش، الياف در مخازن الياف پالايش شده ذخيره و انبار ميشوند. در خارج از اين مخازن، الياف به يك سيستم سنجش مواد و اختلاط پمپ ميشوند و آنگاه به داخل مخزن ذخيره ماشين انتقال مييابند. ممكن است سنجش مواد افزودني و اختلاط، بوسيله مكانيسم ويژهاي تحت عنوان سيستم تنظيم كنندة مواد صورت پذيرد و يا ممكن است متناسب با سرعتهاي جريان هر يك از مواد افزودني درصد تركيبي هر يك به ميزان دقيق اعمال گردد. در هر حال الياف و مواد افزودني شيميايي به عنوان آخرين مرحلة تركيبسازي دوغاب خمير در حد نياز با هم مخلوط ميگردند.
مخزن ذخيره ماشين باري عمليات ماشين كاغذ بسيار حائز اهميت ميباشد، زيرا به عنوان يك مخزن تعديل كننده عمل ميكند. براي مثال در يك بازة زماني معين كه مخزن ماشين، حاوي دوغاب خمير كافي ميگردد، باقي بخشهاي سيستم آمادهسازي دوغاب خمير ميتواند خاموش باشد و ماشين كاغذ به استفاده از دوغاب ذخيره شده در مخزن ذخيره ماشين ادامه دهد.
پس از مخزن ماشين، دوغاب خمير به يك جعبة دوغاب فرستاده ميشود. اين جعبه طرح است كه موجب جريان يكنواخت دوغاب خمير به شير وزن پايه ميگردد. شير وزن پايه ممكن است درست بعد از جعبه دوغاب، استقرار يافته باشد و مقدار دوغاب پمپ شده به ماشين كاغذ را كنترل كند. شير وزن پايه، وزن پاية متوسط كاغذ ساخته شده در ماشين كاغذ را كنترل ميكند.
بخش بعدي جوردن ميباشد. نشانگر يك پالاينده مخروطي ميباشد كه به منظور برش الياف تا يك ميزان معين شكل گرفته است. كوتاه شدن الياف در طي اين فرآيند، توزيع آنها را در نوار كاغذي شكلگيري شده بهبود و توسعه ميدهد و همچنين سرعت آبگيري بر روي بخش شكلگيري ماشين كاغذ كاهش مييابد.
بعد از پالاينده جوردن، دوغاب خمير در يك محفظه بوسيله آب سفيد ماشين كاغذ براي ورود به ماشين كاغذ تا حد مشخصي رقيق ميگردد.
قبل از مرحلة رقيق سازي، دوغاب خمير در سيستم آمادهسازي داراي درصد خشكي 4-3% ميباشد و پس از مرحلة رقيقسازي درصد خشكي آن به 1%-5/0 ميرسد.
پمپ اختلاط
پمپ اختلاط يك پمپ سانتريفيوژ است كه دوغاب غليط بخش آمادهسازي دوغاب خمير و آب سفيد رقيقسازي ماشين كاغذ را با هم ميآميزد.
تميركنندههاي سانتريفيوژي
تميز كردن سانتريفيوژي به عملياتي چند مرحلهاي اشاره دارد كه طبق آن آلايندههاي ويژه كوچكي كه عمدتاً دانسيتهاي متفاوت با الياف چوبي دارند حذف ميگردند. آن دسته از آلايندههايي كه دانسيتة آنها بزرگتر از الياف چوب است مثل ماسه، فلس يا پوست و ديگر ذرات متراكم كوچك با ابزاري تحت عنوان تميز كنندة پيشرو حذف ميگردند. آن دسته از آلايندههايي كه دانسيته آنها خيلي كمتر از الياف چوب است، مثل انواع مختلف مواد نرم و شكلپذير (پلاستيكي) با ابزاري تحت عنوان تميزكنندة پس رو حذف ميگردند.
هوازدايي
خمير پذيرفته شده ار مرحله تميزكننده سانتريفيوژ به مرحله هوازدايي انتقال مييابد كه در آنجا هواي محلول در داخل خمير حذف ميگردد. اين عمل تمايل خمير را به ايجاد كف در دوغاب، كاهش ميدهد و همچنين با اعمال اين فرآيند اطمينان حاصل ميگردد كه هنگام شكلگيري ورقه، آبگيري به سرعت انجام پذيرد. در عمليات هوازدايي، دوغاب خمير را در معرض خلاء قرار ميدهند كه بدين ترتيب هوا از آن جدا ميگردد.
غربالسازي
پس از تميز كنندهها، دوغاب خمير هواگيري شده به غربال فشاري پمپ ميگردد كه در آن آلايندههاي با اندازة بزرگ جدا ميگردند.
اين آلايندهها ممكن است قطعاتي از مواد پلاستيكي (نرم و شكلپذير) باشند كه در سيستم ايجاد گرديده است.
امروزه چندين شكل مختلف از غربالهاي فشاري بكار گرفته شدهاند، همة آنها نياز به دوغاب خمير پذيرفته شده يا قابل قبول دارند تا آنها را از سوراخها و شيارها عبور دهند. مواد دور ريز خيلي بزرگ، در زمان عبور از مجاري غربال بوسيلة بخش دور ريز جدا ميگردند. دوغاب خمير از غربال به هدباكس ميرود كه اين بخش، قسمت مقدماتي ماشين كاغذ ميباشد.
اجزاء اصلي ماشين كاغذ (ماشين كاغذ فوردينير)
هدباكس، بخش ورقهسازي و بخش پرس مربوط به پايانة مرطوب ماشين كاغذ ميباشند، زيرا عمدة آب موجود در اين بخشها حضور دارد. بخش خشك كن و دستگاه كاغذ جمعكني پايانة خشك ناميده ميشود.
هدباكس
عمل هدباكس
در گام اول، دوغاب خمير از سيستم آمادهسازي بواسطة يك لوله گرد بزرگ به هدباكس انتقال مييابد. گام بعدي دستيابي به توزيع يكنواختي از الياف و ديگر مواد در سرتاسر ورقه كاغذ ميباشد. اگر مواد به شكل يكنواختي توزيع نگردند، آنگاه ورقه ساخته شده ظاهر خوبي نخواهد داشت و حتي ممكن است ضعيفتر از ميزان مورد نظر شود. انتظار ميرود دوغاب خمير در زماني كه الياف در تماس با پارچة ورقهساز قرار ميگيرد داراي سرعتي معادل با سرعت بخش ورقهساز بوده باشد. اگر اين دو داراي سرعتهاي خيلي متفاوتي باشند، آنگاه ورقه به شكل ضعيفي گرفته و ساخته مي شود يا شايد اصلاً شكل نگيرد. اختلافات كوچك بين سرعت بخش ورقهساز و سرعت دوغاب خمير قابل قبول است، به خصوص اگر بتوان اين اختلاف سرعت را به منظور بهبود ويژگيهاي كاغذ به درستي بكار برد.
اجزاء هدباكس
اعمال نام برده شده در قسمت قبل بوسيله سه بخش مختلف هدباكس انجام ميپذيرد. آنها عبارتند از لولة چند شاخه ورودي، بخش حوضچه هدباكس و عناصر مواد و دريچة خميرپاش. لولة چند شاخه ورودي دوغاب خمير را در عرض ماشين كاغذ توزيع ميكند و جريان دوغاب خمير را در جهت حركت ماشين كاغذ هدايت ميكند. لولة چند شاخه از يك لوله بزرگ باريك شونده تشكيل شده كه در جهت عرض ماشين تعداد زيادي لولههاي كوچك به صورت عمودي بر آن اضافه شده و در آن فرو رفته است و دوغاب خمير را به حوضچه هدباكس خمير در جهت ماشين جريان مييابد.
وقتي دوغاب خمير وارد حوضچه هدباكس ميشود، معمولاً در تماس با يك يا تعداد بيشتري از عناصري قرار ميگيرد كه به منظور ايجاد اغتشاشات ضعيف و به هم ريختن تودهها و كلوخههاي الياف طراحي شده است، چرا كه ممكن است اين تودههاي الياف تأثيرات نامطلوبي روي ظاهر ورقة شكل گرفته داشته باشند.
در نهايت به واسطه اختلاف سرعت دوغاب خمير و بخش ورقهساز، دوغاب خمير در دريچة خميرپاش، درست قبل از شروع فوران خمير بر روي پارچه ورقهساز، شتاب ميگيرد.
بخش ورقهساز
عملياتهاي اصلي بخش ورقهساز يك ماشين كاغذ
1. تشكيل ورقه كاغذ با فرآيند فيلتر كردن
2. آبگيري نوار كاغذ تا حدود تقريبي خشكي 20%
عملياتهاي نامبرده بدينگونه است كه ميبايست ورقه را شكل دهند و درصد خشكي آن را به حدود 20% برسانند. بخش ورقهساز فوردرينير شامل يك توري ورقهساز پلاستيكي مشبك پيچيده شده به دور دو استوانه اصلي تحت عنوان استوانة اول و استوانة مكنده ميباشد. بخش بالايي توري ورقهساز، صفحة تشكيل دهندة ورقه كاغذ ناميده ميشود. اين قسمت همان جايي است كه ورقة كاغذ ساخته شده و آبگيري ميشود.
عناصر واقع در زير بخش فوقاني توري ورقهساز، مرتبط با عمليات آبگيري ميباشند. بخشهاي پايينتر توري ورقهساز، محوطه بازگرداني توري ناميده ميشود. عناصر واقع در محوطة بازگرداني توري مسئول پاكسازي توري، كنترل كشيدگي آن و حصول اطمينان از عدم كشش توري از يك طرف ماشين يا طرف ديگر آن ميباشند.
محوطة بازگرداني توري دربرگيرنده اجزاء ديگري هم ميباشد. سينيهاي آب سفيد كه دقيقاً در زير صفحة ورقهساز كاغذ استقرار يافتهاند، آب زهكشي شده از توري ورقهساز را به بخش مركزي جمعآوري انتقال ميدهد. خرده كاغذ جمع كن در پايانة مرطوب دقيقاً در زير استوانه مكنده واقع شده و در صورت پارگي كاغذ در بين بخش ورقهساز و بخش پرس، به اندازة كافي گسترده ميباشد تا همة ورقههاي مربوط را جمعآوري كند. كاغذهاي جمعآوري شده در بخش خرده كاغذ جمع كن خرد، ميگردند و به وسيله آب رقيق ميشوند تا دوغاب خمير را تشكيل دهند. آنگاه اين دوغاب خمير به مخزن ذخيره پمپ ميشود تا مجدداً مورد استفاه قرار گيرد. زير باقي قسمتهخاي بخش شكلگيري يك چاله تحت عنوان چالة زير توري استقرار يافته است. چاله زير توري همة آب شستشوي بكار رفته براي پاكسازي پارچة ورقهساز را جمعآوري كرده و آن را به منظور استفادة مجدد در بخشهاي ديگر سيستم ماشين كاغذ ذخيره ميكند.
استوانة ميز، فويلها و جعبههاي مكشي همگي از ورقة شكل گرفته آبگيري ميكنند و به همراه عمل انتقال دوغاب به سمت پايين صفحه ورقهساز، نيروي آبگيري افزايش مييابد.
بخش پرس
عمليات بخش پرس
1. آبگيري نوار كاغذ تا خشكي 40-35 درصد
2. سفت كردن نوار كاغذ
3. كاهش سختي سطح نوار كاغذ
عمل آبگيري بخش پرس براي دستيابي به عملكرد مؤثر ماشين كاغذ بسيار حياتي است. اگر نوار كاغذ داراي يكپارچگي مناسبي نباشد، ممكن است مقاومتهاي مطلوبي حاصل نگردد. در نهايت زبري سطحي نوار كاغذ در مواجهه با پرداخت فشاري در بخش پرس كاهش مييابد.
در سادهترين مورد ورقه به داخل شكاف بر روي تسمة متخلخل پرس هدايت ميگردد و در شكاف پرس، آب موجود در ورقه فشرده ميشود و به داخل حفرات تسمة پرس هدايت ميگردد. در سمت خروجي شكاف، تسمه و ورقه با بيشترين سرعت ممكن از هم جدا ميگردند تا آبي كه به وسيله تسمه جذب شده دوباره به كاغذ برگشت نكند.
سازندگان كاغذ ر تلاشند تا ميزاني كه مقدور است آب موجود در ورقة كاغذ را در بخش پرس حذف كنند تا ميزان بخار مورد نياز بخش خشك كن به حداقل مكن كاهش يابد يا اينكه سرعت توليد ماشين تا حد ممكن افزايش يابد.
بخش خشك كن
عملياتهاي بخش خشك كن
1. آبگيري نوار كاغذ تا خشكي 97-94درصد
2. برقراري اتصالات بين فيبري
3. اصلاح و بهبود مشخصههاي سطحي نوار كاغذ
وقتي ورقه بخش پرس را ترك مي كند، عموماً حاوي 40% وزني مواد جامد و 60% وزني آب ميباشد. اگرچه مكن است نوار كاغذ خشك به نظر برسد، ليكن از آنجايي كه الياف همانند حصير يا كاه، پوك و ميان تهي هستند لذا ميتوانند مقادير زيادي از آب را در ساختار خود جاي دهند. همچنين خيلي از الياف آب فراواني را در حفرات و شكافهاي موجود ديوارة خود جاي ميدهند. اين آب به شدت خود را در ساختار مورد نظر نگاه ميدارد و حذف و جدايي ان به وسيلة عمليات فشار معمول بسيار مشكل است. در اين مرحله خشك كردن تبخيري براي حذب رطوبت مازاد كاغذ بكار ميرود و رطوبت نهايي آن را به 4 تا 7 درصد ميرساند.
بخش خشك كن يك ماشين كاغذ در واقع كاري فراتر از عمل سادة خشك كردن كاغذ انجام ميدهد و در بخش خشك كن در كنار حذب آب، اتصالات الياف با يكديگر توسعه يافته و مقاومتهاي كاغذ در بخش خشك تكميل ميگردد. همچنين كاغذ مشخصات سطح يا سطوحي را كه رد مواجهه با آنها خشك ميشود را به خود ميگيرد. به عبارت ديگر نوارهايي از كاغذ كه در معرض سطوح زبرتر، خشك شوند داراي پرداختي سختتر و ماتتر خواهند بود.
كاغذ از بخش خشككن ميگذرد به طوري كه ابتدا يك وجه آن و سپس وجه ديگر در تماس با سطوح خشك كن قرار ميگيرد. تسمة خشك كن نوار كاغذ را با فشار در مقابل سطوح خشك كن نگه ميدارد تا اينكه، گرما به شكل موثري از خشك كن به كاغذ انتقال يابد. بخش خشك كن، بزرگترين قسمت ماشين كاغذ ميباشد. در اين بخش، اغلب هواكشهايي نصب ميگردد تا مانع از ورود هواي گرم مرطوب به داخل محفظه ماشين گردند.
ساختار محفظه خشك كن
محفظة خشك كن تشكيل شده است از فضاي بين سه استوانة خشك كن متوالي. ورقة كاغذ از خشك كن بالايي به خشك كن پايين منتقل ميشود و آنگاه برميگردد. طي زماني كه نوار كاغذ در تماس با خشك كنهاست، گرما از سطح خشككنها به نوار كاغذ انتقال مييابد. اين عمل، آب موجود در نوار كاغذ را تا نقطه جوش گرم ميكند. آنگاه هنگامي كه نوار كاغذ از ميان فضاي بين خشككنها انتقال مييابد آب داغ به صورت بخار از آن جدا ميشود. هنگامي كه نوار كاغذ در تماس با سطح خشك كن بعدي قرار ميگيرد دوباره گرم ميشود. اين فرآيند در طي عبور نوار كاغذ از بخش خشك كن، بارها و بارها تكرار ميشود.
قسمت كاغذ جمعكني
هنگامي كه نوار كاغذ مراحل شكلگيري، پرس و خشك كن را طي كرد، در قسمت كاغذ جمعكني ماشين كاغذ دور يك استوانه بزرگ جمع ميگردد. در اينجا كاغذ به دور يك واحد ماسورهاي كه از يك استوانه با قطر بزرگ ساخته شده، پيچيده ميشود. آنگاه كاغذ، بريده شده و به ماسورهاي جديد انتقال مييابد و استوانه كامل كاغذ يا حلقة كاغذ براي تيمارهاي بيشتر، از ماشين كاغذ جمع كني جدا ميگردد. يك حلقة كاغذ ممكن است داراي 20 تن كاغذ باشد. انتقال كاغذ از يك ماسوره به ماسوره ديگر به عنوان يك پيچش تلقي ميگردد و ممكن است در يك ماشين كاغذ كندتر، با دست انجام گيرد. در ماشينهاي جديد سرعت بالا، پيچش حلقة كاغذ به صورت اتوماتيك (خودكار) صورت ميپذيرد.
مراحل بازيافت الياف و آب دو سيستم كمكي و پيشتوانهاي هستند كه اهميت فوقالعادهاي در بهرهوري مالي عمليات ماشين كاغذ دارد:
بازيافت الياف
چندين طرح مختلف بازگرداني الياف در كارخانجات كاغذسازي وجود دارند. اين طرحها براي استفاده مجدد كاغذهايي تحت عنوان خرده كاغذ بكار ميروند. نمونههايي از اين كاغذها عبارتند از: كاغذهاي حاصل از لبهبري در عملياتهاي پاياني مختلف كارخانهها، كاغذهايي كه طي عمليات ماشين كاغذ پاره ميشوند، كاغذهاي داراي سوراخ و ديگر معايب و غيره. به دور ريختن اين كاغذها و از دست دادن الياف و مواد خام غيرفيبري موجود در آن خيلي گران تمام خواهد شد. در نتيجه اين كاغذها بازيافت شده و به عنوان يكي از مواد ورودي بخش آمادهسازي دوغاب خمير به فرنيش كاغذسازي اضافه ميگردد.
منابع خرده كاغذ در كارخانجات كاغذسازي
خرده كاغذ مرطوب
1. بخش ورقهساز واقع در بين استوانه كوچ و بخش پرس
2. بخش پرس*
خرده كاغذ خشك
1. بخش خشككن و كاغذ جمعكني
2. عمليات برش/ حلقهسازي مجدد
3. عمليات پاياني
4. اندودكنندهها*
بازيافت آب
مقادير زيادي از آب براي توليد يك تن كاغذ مورد نياز ميباشد. همچنين اين مقادير ويژه از درجة ديگر كاغذ و از كارخانهاي تا كارخانة ديگر فرق ميكند، اگر كارخانه 700 تن در روز توليد كاغذ داشته باشد 2/4 ميليون كالن آب در هر روز مصرف ميكند.
در عمل، خيلي بيشتر از 2/4 ميليون گالن آب روزانه در كارخانه مصرف ميگردد. اين مسئله اينگونه روشن ميگردد كه اگر به يادآوريم درصد خشكي فرنيش كاغذسازي كه از هدباكس به بخش ورقهساز كاغذ فرستاده ميشود معمولاً در حدود 5/0% است. براي مثال براي هر پوند از مواد جامد در فرنيش، 200 پوند آب موجود ميباشد. با استفاده از اين تناسب، 700 تن كاغذ در هر روز، دال بر مصرف بالغ بر30ميليون گالن آب دارد. سازندگان كاغذ نميبايست اين مقادير عظيم آب تازه را به طور روزانه فراهم آورند، زيرا عمدة اين آب در كارخانه نگهداري و بارها مورد استفاده قرار ميگيرند.
بالغ بر 95% از آبي كه از هدباكس به بخش ورقهساز ماشين ميرود با بازگشت به بخشهاي قبلي، يعني بخش آمادهسازي دوغاب خمير و به منظور رقيقسازي خمير غليظ قبل از عمليات تمييزكنندگي و غربال، دوباره بازيافت و بكار گرفته ميشود.
عمليات پاياني:
ممكن است كاغذ در دنبالة ماشين كاغذ تحت روشهاي فرآيندي بسيار مختلفي قرار بگيرد. آن دسته از عملياتهايي كه مربوط به آمادهسازي كاغذ به منظور بارگيري ميباشند، به عنوان عمليات اتمام كار ناميده ميشود.
عمليات پاياني
1. برش و پازپيچيدن
الف) برش كاغذ به پهناي مورد نظر
ب) تعبيه استوانههايي با قطر مطلوب
پ) تعبيه استوانههاي پيچيده يكنواخت و مناسب، به طوري كه در مراحل بعدي عمليات به سادگي قابل جريان و حركت بوده باشد.
ج) جايگزيني كاغذهاي پاره با عمل برش
2. بازپيچيدن
الف) ايجاد استوانههاي بزرگ كاغذ به منظور به حداقل رساندن تعويض استوانهها در عملياتهاي متوالي
ب) (b-a) بالا
3. برش چرخان
الف) تبديل استوانههاي بازپيچيده شده به صفحات با طول و عرض مورد نظر
4. لبهبري
الف) برش كاغذ به ابعادي كمتر از آنچه كه دستگاه برش قادر به انجام آن ميباشد.
ب) ايجاد ابعاد مناسب ورقههاي كاغذ
از قديم، لبهبري همواره به دنبال عمل برش چرخان صورت ميگرفت. اين روزها، از دستگاههاي برش دقيقي استفاده ميكنند كه ميتوانند ورقههايي با ابعاد مناسب موردنظر را ايجاد كند و بدين ترتيب مرحله لبهبري براي خيلي از اندازههاي كاغذ حذف گرديد
5. بازرسي
الف) تدابير بصري و مكانيكي در خط توليد
ب) طبقهبندي كردن به صورت دستي (اين عمل تنها براي اوراق صرافي اعمال ميگردد)
ج) روشهاي نمونهبرداري آماري
6. بستهبندي
7. قرار دادن داخل كارتن
8. سوار كردن بر روي پالت (سكوي چرخدار)
9. برچسب زني
10. نواربندي
اصلاح و بهبود خواص سطحي كاغذ
كاغذ مشخصات هر سطحي كه در معرض آن خشك ميگردد را به خود ميگيرد. عملياتهاي ديگري نيز وجود دارند كه مشخصات سطحي كاغذ را تحت تأثير قرار ميدهند. برخي از اين عملياتهاي ديگري نيز وجود دارند كه مشخصات سطحي كاغذ را تحت تأثير قرار ميدهند. برخي از اين عملياتها در ماشين كاغذ اعمال ميگردد، در حالي كه برخي ديگر عملياتهايي هستند كه در خارج از ماشين كاغذ صورت ميپذيرد. چهار مورد از مهمترين انواع تيمارهاي سطحي به طور خلاصه مورد بحث و بررسي قرار ميگيرند: اين چهار مورد عبارتند از، غلتك زني ماشيني، فوق غلتك زني، آهارزني سطحي و اندودسازي.
غلتك زني ماشيني
غلتكزني ماشيني عملياتي است كه طي آن كاغذ ساخته شده و خشك گرديده، تحت تيمار مالشي يك استوانه فلزي سرد تحت فشار قرار ميگيرد. تحت اين شرايط، كاغذ تا حدي شكلپذير و فشرده ميگردد. همچنين صافي سطح نيز افزايش مييابد. ماشينهاي غلتكزني به طور معمول قبل از دستگاه كاغذ جمعكني ماشين كاغذ استقرار يافتهاند. فاكتورهاي موثر بر غلتكزني عبارتند از ميزان رطوبت، فشار اعمالي بر نوار كاغذ و تعداد شكافهاي غلتكي كه كاغذ از بين آنها ميگذرد. ميزان رطوبت بيشتر موجب قابليت فشردگي بيشتر نوار كاغذ و تأثير بيشتر غلتكزني ميگردد.
فوق غلتك زني
فوق غلتكزني عملياتي است كه در خارج از ماشين بر روي كاغذهاي اندود شده انجام ميپذيرد. طي اين فرآيند كاغذ درست همانند آنچه در غلتك زني ماشيني شاهد آن بودهايم، در بين دو استوانة تحت فشار بارگذاري ميشوند، غلتكهاي توپر نرمتر در محل شكاف بين دو نوع غلتك تغيير شكل مييابند. به طوري كه در زمان عبور نوار كاغذ از چنين شكافي، جابجايي و حركت نسبي بين استوانه فلزي و غلتك تو پر موجب عمل صيقل بر روي سطح كاغذ ميگردد. اين صيقل كاري به شكل گستردهاي براقيت كاغذ را افزايش ميدهد. همچنين فشار بالاي بكار رفته در فوق غلتكزني نوار كاغذ را متراكم و فشرده ميسازد.
آهاردهي سطحي
به طور معمول در آهاردهي سطحي محلولي از نشاسته بر روي سطح كاغذ خشك شده بكار ميرود. اين فرآيند ممكن است در قالب يك عمليات درون ماشيني، يا خارج از ماشين كاغذ صورت پذيرد. اگر اين فرآيند در خارج از ماشين كاغذ صورت پذيرد، اغلب تحت عنوان آهاردهي تغاري تلقي ميگردد.
آهار سطحي، سوراخها و مجاري موجود در نوار كاغذ را پر ميكند و حفرات و خلل و فرجهاي كوچكتري را ايجاد ميكند كه مقاومت بيشتري را در مقابل جريان سيالات بر روي نوار كاغذ از خود نشان ميدهد.
مسائل مطرح در آهاردهي سطحي
1. براي اتصال قويتر الياف سطحي در نوار كاغذ و افزايش مقاومتهاي سطحي آن
2. براي افزايش مقاومتهاي نوار كاغذ در برابر نفود آب بوسيله پر كردن حفرات و سوراخهاي كوچك موجود در كاغذ
ساختار غلتكهاي پرس آهاردهي
پرس آهاردهي عمودي – غلتكها بر روي همديگر استقرار يافتهاند. نوار كاغذ اغلب به طور افقي وارد ميشوند و با زاويه يكسان بخش مورد نظر را ترك كرده و وارد بخش بعدي خشك كن ميگردد.
پرس آهاردهي افقي – دو غلتك كنار يكديگر مستقر ميباشند. نوار كاغذ به صورت عمومي وارد شكاف ميشود. پرس آهاردهي دروازهوار- پرس آهاردهي دروازهدار داراي يك سري غلتكهايي ميباشد كه مقياس اندازه بكار رفته براي هر وجه نوار كاغذ را معين ميكند.
متغيرهاي مؤثر بر آهاردهي سطحي
ويژگيهاي نوار كاغذ
1. محتواي رطوبت
2. سطح آهاردهي دروني
3. طبيعت سطح الياف
متغيرهاي محول آهاردهي
1. ميزان مواد جامد
2. دما 3. ويسكوزيته
4. مواد تركيبي
متغيرهاي طرح و عملياتي
1. سرعت ماشين
2. عمق حوضچه محلول آهاردهي
3. فشار شكاف
4. عرض شكاف
پوشش رنگدانهاي سفيد
كاغذ داراي سطح نسبتاً سختي است كه به ويژه براي عمليات چاپ، مناسب و مطلوب نميباشد. جوهر چاپ متناسب با توزيع مجاري مويين و الياف در سطح كاغذ، به شكل نايكنواختي بر روي سطح كاغذ پراكنش حاصل ميكند. بدين دليل، اكثر چاپهاي با كيفيت بالا بر روي سطوح كاغذهاي پوششدار انجام ميپذيرد. كاغذ پوششدار نوعي از كاغذ است كه به وسيله يك لايه ذرات ريز معدني كه توسط يك چسب سطحي كاغذ اتصال حاصل نمودهاند، ايجاد ميگردد.
پوششدهي (اندودسازي) ممكن است همانند آهاردهي سطحي در ماشين كاغذ صورت پذيرد يا اينكه ممكن است در قالب عملياتي در خارج از ماشين انجام گيرد.
تركيبات و اجزاء اندودكنندههاي كاغذ
تركيبات پوششدهي را ميتوان در سه گروه طبقهبندي نمود: مواد رنگدانهاي، مواد چسبنده و مواد افزودني، مواد رنگدانهاي مشخصههاي پخش نوري و جذب جوهر مطلوبي را در كاغذهاي پوششدار ايجاد ميكنند.
اجزاء تركيبات اندودكننده
اجزاء مثالها و نمونهها نقش و عمل
رنگدانهها خاك، كربنات كلسيم، دياكسيد تيتانيم، رنگدانههاي پليمري ايجاد يك ساختار متخلخل ظريف و سطح پراكندهساز نور
چسبها چسبهاي محلول در آب (سريش، نشاسته، صمغها، كارتين، پروتئين و غيره)
امولوسيونهاي پلميري (لاتكسها، اكريليكها، پلي وينيل استات) اجزاء اندود را به هم و به سطح كاغذ ميچسبانند، استحكام ورقه را بيشتر ميكنند، خلل و فرج سطح كاغذ را پر ميكنند.
افزودنيها
نامحلول كنندهها
(عوامل ضد آب) – حساسيت اندود را نسبت به آب كاهش ميدهند
نرمكنندهها استئاراتها، امولوسيونها موم انعطافپذيري كاغذ را افزايش ميدهند
عوامل تنظيم كننده
رئولوژي (تغليظ كنندهها) پليمرهاي طبيعي، مشتقات سلولز، پليمرهاي سنتزي گرانروي و آبخواهي اندود را تنظيم ميكنند
پراكندهسازها پلي فسفاتها، ليگنوسولفاتها، سيليكاتها پراكندگي و پخش رنگدانهها را بهينه ميكنند
عوامل محافظت كننده مواد فرمالدهيد، بتانفتول از خراب شدن رنگ اندود در طي انجام عمليات جلوگيري ميكند
ضد كفها عوامل كنترلي مشكل كف را كنترل و مانع از تشكيل حباب هوا ميگردد
رنگها رنگهاي مستقيم، اسيدي و پيگمانهاي رنگي براي تهيه اندودهاي رنگي مورد استفاده قرار ميگيرد
اندودكنندهها
ابزاري را كه براي پوششدهي سطح كاغذ مورد استفاده قرار ميدهند، به عنوان اندودكنندهها نام مينهند.
انواع مختلفي از اندودكنندهها: اندودكنندة كارد هوايي، اندود كننده با ميله تنظيم ضخامت، اندودكننده تيغي و اندود كننده قالبي
برخي اندودكنندههاي مثل اندودكنندههاي غلتكي، قبل از بكارگيري پوشش دهنده بر روي سطح كاغذ، ميزان مورد مصرف را سنجيده و به صورت صاف مورد استفاده قرار ميدهند. اندودكنندههاي ديگر، مثل اندودكنندة كارد هوايي، يك مقدار اضافي از مواد پوشش دهنده را بكار ميبرند و سپس در مرحلة بعد، ميزان مورد مصرف را سنجيده و به صورت صاف و مسطح در ميآورد. اندودكنندة تيغي مواد پوشش دهنده را بكار ميبرد و آنگاه مقادير زياد بكار رفته را ميتراشد و به طور همگام سطح كاغذ را صاف ميكند. در مجموع اندودكنندههاي تيغي مرسومترين نوع اندودسازهاي مصرفي امروزه محسوب ميگردند.
كاغذهاي چاپ و تحرير:
كاغذهاي چاپ و تحرير توليد شده از خمير شيميايي، شامل انواع كاغذهاي پوششدار و بدون پوشش است كه معمولاً حاوي مقادير كمي خمير مكانيكي و يا كاملاً فاقد خمير مكانيكي بوده و 25-5% نيز مواد پركننده دارد. در اين كاغذها از خمير شيميايي چوب پهن برگان و سوزني برگان استفاه ميشود، از مهمترين ويژگيهاي اين كاغذ ميتوان به مقاومت مناسب، روشن زياد و قابليت بايگاني (درازمدت) خوب آنها اشاره كرد. اخيراً انواع مختلفي از كاغذهاي ظريف با كيفيت بالا توليد شدهاند كه حاوي مقادير نسبتاً بالاي خمير مكانيكي ساخته شده از صنوبر و سپيدار هستند.
انواع كاغذهاي توليد شده از خمير شيميايي معمولاً در يك فرآيند كاغذسازي قليايي يا خنثي توليد شده و ويژگيهاي مقاومتي خوبي براي ورقه كاغذ فراهم ميآورند. شرايط كاغذ سازي خنثي، امكان استفاده از كربنات كلسيم به عنوان اصليترين ماده پركننده را فراهم نمود و ويژگيهاي بايگاني خوبي را براي كاغذ ايجاد ميكند. مقادير زياد مواد پركننده و خمير پهن برگان موجب شكلگيري خوب كاغذ ميشود.
امروزه سطح كاغذهاي ظريف بدون پوشش با استفاه از انواع آهاردهندهها، رنگآميزي يا آهاردهي سطحي ميگردد. كاغذهاي ظريفپوششدار، يا مستقيماً رنگآميزي ميشوند (كاغذهاي با پوشش كم وزن) يا نخست با يك آهاردهنده پوشش ابتدايي داده شده و سپس پوشش اصلي روي آنها قرار ميگيرد. اين كاغذها را حتي ميتوان سه بار پوششدهي كرد (كاغذهاي هنري).
كاغذهاي ظريف بسته به مصرف نهايي به صورت رول، ورقهاي و يا به هر دو شكل موجود هستند. عمدتاً انواع كاغذ مورد استفاده براي تك شير به صورت ورقههايي به اندازه A4 و براي تهيه پوستر در اندازههاي بزرگتر موجود هستند.
انواع كاغذهاي چاپ و تحرير:
كاغذ چاپ افست: كاغذ آهار زده و صافي است كه جهت چاپ افست بكار ميرود و از تغيير ابعاد در حين چاپ ثبات زيادي دارد، از خواص اين كاغذ مقاومت سطحي زياد، تميزي سطح كاغذ و مقاومتتر زياد مي باشد. گرماژ اين كاغذ 70 ميباشد.
كاغذ تحرير: انواع كاغذهاي مناسب براي نوشتن با قلم
كاغذ هنري: كاغذهايي با كيفيت عالي، اندود شده و داراي سطح خيلي براق و يا مات بوده كه ميزان اندود و براقيت كاغذ براساس مصرف نهايي آن تعيين ميگردد. گرماژ اين كاغذها بين 300 – 70 ميباشد و در كتابها، بروشورهاي هنري، مجلات و كاتالوگ مورد استفاده قرار ميگيرد.
كاغذ كتاب: شامل كاغذهاي چاپ به جز روزنامه كه از خمير كاغذهاي شيميايي يا مخلوط شيميايي – مكانيكي تهيه ميشود. و براي افزايش خاصيت چاپپذيري ميتواند آهارزني گردد. گرماژ اين كاغذ 80 است.
كاغذ گلاسه: كاغذي است كه از خمير كاغذ شيميايي رنگبري شده كه ميتواند اندود شده يا نشده باشد استفاده ميشود. از ويژگيهاي آن قابليت جذب آب كم و سطح صاف ميباشد.
كاغذ روتوگراور: كاغذ صافي ميباشد كه از خمير مكانيكي-شيميايي و مواد پركننده تهيه شده است. اين كاغذ جاذب الرطوبه بوده و از خصوصيات بارز آن صافي فوقالعاده از هر دو طرف ميباشد كه آن را از كاغذ روزنامه متمايز ميسازد. گرماژ اين كاغذ 60 ميباشد. انواع ديگر اين كاغذها ميتوان به كاغذهاي خود كپي، كاغذ فتوكپي، كاغذهاي رسامي و كاغذهاي ديگر كه در چاپ و نوشتن به كار ميرود.
ويژگيهاي كاغذ چاپ و تحرير:
حدقابل قبول واحد اندازهگيري
گرماژ 120-50 گرم در متر مربع
حداكثر ضخامت 95 ميكرون
براقيت در مقايسه با سياه صيقلي از 100 6-4
انواع سايز و گرماژ:
انواع سايز
60×90
70×100
72×90 انواع گرماژ
50
50
75
70
80
60
120
ميزان واردات كاغذ چاپ و تحرير (سال 1385)
نام كشور وزن (kg) قيمت به دلار
اتريش 263/522/62 871/837/47
امارات 949/365/53 872/145/42
اندونزي 302/089/50 238/076/43
آلمان 433/195/41 295/643/34
فدراسيون روسيه 447/861/31 024/500/25
جمهوري كره 796/514/30 404/672/23
چين 461/820/26 405/814/20
سنگاپور 581/006/19 780/006/15
برزيل 905/019/18 898/504/14
فنلاند 801/773/6 463/743/5
آفريقاي جنوبي 125/681/6 906/818/4
مالزي 482/172/5 194/641/3
انگلستان 115/427/4 616/335/4
هلند 467/454/3 037/338/3
تايلند 203/825/2 989/367/2
سوئد 976/988/1 687/881/1
قبرس 442/760/1 845/456/1
تركيه 411/397/1 928/078/1
پرتغال 229/103/1 567/928
كانادا 638/893 740/719
استراليا 631/669 540/413
ايرلند 052/498 559/284
هند 474/418 937/483
سوئيس 562/307 263/273
بلژيك 297/215 885/148
ايتاليا 868/208 549/541
فرانسه 112/125 043/303
هنگ كنگ 383/120 372/69
سوريه 550/58 179/36
اسلووني 000/56 649/99
مصر 322/50 611/42
ژاپن 250/47 600/42
نروژ 085/20 380/33
تايوان 684/16 444/9
منطقه آزاد كيش 543/9 244/24
منطقه آزاد چابهار 897 802
جمع 717/696/372 751/310/300
ميزان واردات كاغذ چاپ و تحرير (سال 1386)
نام كشور وزن (kg) قيمت به دلار
اندونزي 622/708/69 441/476/62
اتريش 216/628/48 325/340/47
آلمان 621/726/47 243/835/48
امارات 893/359/38 930/307/31
فدراسيون روسيه 551/685/30 806/010/27
چين 622/158/24 041/748/10
برزيل 040/534/15 961/045/15
مالزي 779/768/13 775/721/11
سنگاپور 800/227/7 461/493/6
آفريقاي جنوبي 403/995/5 702/067/5
انگلستان 649/389/5 502/614/10
جمهوري كره 107/730/20 228/592/19
ژاپن 297/887/1 186/715/1
تايلند 491/062/1 091/490/1
هلند 627/905 970/947
پرتغال 334/717/ 684/688
فنلاند 059/637 046/763
استراليا 431/511 805/467
اسلووني 321/493 047/869
كانادا 555/51 196/56
سوئد 651/385 342/364
قبرس 781/319 384/473
ايتاليا 335/206 577/481
فرانسه 071/256 325/544
هنگ كنگ 537/322 532/158
هند 988/185 487/264
اسپانيا 927/170 327/281
بلژيك 416/122 808/77
منظقه آزاد سيرجان 554/107 646/90
مصر 526/90 750/74
تركيه 170/11 480/10
منطقه آزاد كيش 422/6 533/6
سوئيس 27 840
جمع 039/991/384 244/014/354
ميزان واردات كاغذ چاپ و تحرير (سال 1387)
نام كشور وزن (kg) قيمت به دلار
اندونزي 880/386/82 471/538/74
كره 745/911/42 774/681/46
آلمان 752/449/40 506/294/44
اتريش 955/825/41 412/029/42
امارات 949/730/25 095/053/24
فدراسيون روسيه 346/219/17 876/109/17
مالزي 188/582/12 952/651/11
چين 211/715/5 762/790/5
برزيل 889/362/5 892/549/5
انگلستان 053/083/4 084/575/6
فنلاند 462/823/2 133/213/3
آفريقاي جنوبي 714/317/2 638/278/2
اسلواكي 760/175/2 691/384/2
پرتغال 578/141/2 722/153/2
ژاپن 121/913/1 200/772/1
هند 612/010/1 291/106/1
قبرس 425/818 779/153/1
اسلووني 832/746 281/464/1
تايلند 498/420 591/400
ايتاليا 352/608 446/332/1
سوئيس 287/42 414/21
سنگاپور 104/143/4 631/125/4
سوئد 239/225 507/313
بلژيك 895/104 833/73
هلند 260/100 508/111
فرانسه 342/65 521/259
ارمنستان 000/60 620/70
كانادا 160/20 345/16
اسپانيا 004/16 066/14
تركيه 104/7 547/8
جمع 718/028/298 586/549/300
ميزان واردات كاغذ چاپ و تحرير (سال 1388)
نام كشور وزن (kg) قيمت به دلار
جمهوري كره 352/928/64 465/724/54
امارات 834/279/59 320/927/50
اتريش 597/077/51 439/150/43
روسيه 141/431/32 594/634/25
برزيل 004/267/12 407/366/10
پرتغال 738/444/9 203/750/7
اندونزي 239/312/9 681/857/48
آلمان 263/490/6 480/585/4
چين 124/240/5 413/077/4
فنلاند 929/576/4 229/726/3
سنگاپور 689/456/3 776/894/2
آفريقاي جنوبي 866/208/2 160/758/1
مالزي 931/816/1 459/120/1
تايلند 653/798/1 568/608/1
سوئد 164/485/1 377/132/1
قبرس 693/392/1 093/991
هند 971/101/1 278/931
انگلستان 164/575 342/661
بحرين 225/493 140/381
ژاپن 785/479 406/348
ايتاليا 140/463 973/125/1
اسلووني 882/390 600/715
ليختن اشتاين 763/113 648/94
كانادا 650/77 889/45
استراليا 792/44 762/33
بلژيك 087/24 253/21
هلند 000/24 252/21
هنگ كنگ 378/10 737/11
تركيه 750/2 141/12
سوئيس 450/1 555/12
كيش 215/1 551/10
جمع 469/011/271 187/743/267
ميزان واردات كاغذ چاپ و تحرير (سال 1389)
نام كشور وزن (kg) قيمت به دلار
امارات 353/590/29 508/194/26
اتريش 423/532/28 134/828/29
اندونزي 036/125/26 468/179/22
جمهوري كره 273/386/24 498/160/26
چين 606/263/4 724/789/3
سنگاپور 990/666/1 976/331/1
روسيه 615/291/1 465/078/1
مصر 122/896 631/786
تايلند 686/807 891/780
سوئد 981/722 952/641
برزيل 641/350 785/826
آلمان 211/321 111/272
مالزي 381/198 407/165
فنلاند 400/53 668/36
تركيه 184/43 180/35
انگلستان 129/26 084/79
هند 640/24 773/28
ايتاليا 218/21 614/36
فرانسه 260/17 369/22
كيش 525 480/16
جمع 674/349/119 762/059/113
نمودار واردات
ميزان صادرات كاغذ چاپ و تحرير (سال 1385)
نام كشور وزن (kg) قيمت به دلار
عراق 036/690 112/388
گرجستان 340/49 538/19
تاجيكستان 500/43 750/37
آذربايجان 309/12 311/10
تركمنستان 860/2 400/2
جمع 000/809 390/466
ميزان صادرات كاغذ چاپ و تحرير (سال 1386)
كامرون 188/1 247/2
عراق 125/51 747/18
افغانستان 017/42 164/36
جمع 330/94 158/57
ميزان صادرات كاغذ چاپ و تحرير (1387)
تركمنستان 938/79 180/110
افغانستان 957/51 718/50
آذربايجان 500/8 139/7
تاجيكستان 870/5 872/4
عراق 040/27 090/163
ارمنستان 246 246
بلغارستان 830/20 022/32
امارات 650 767/374
جمع 041/193 767/374
ميزان صادرات كاغذ چاپ و تحرير(سال 1388)
گرجستان 925/17 057/15
عراق 157/84 073/717
افغانستان 287/48 456/49
تركيه 404/106 238/200
جمع 774/256 827/981
توضيحات: در سال 89 صادرات كاغذ چاپ و تحرير نداشتهايم.
كاغذ روزنامه:
تعريف:
كاغذي كه به منظور چاپ روزنامه به كار ميرود. مواد تشكيل دهنده آن تركيبي از خمير كاغذ مكانيكي با استفاده از روشهاي نيمه شيميايي و شيميايي ميباشد. كاغذهاي روزنامه به صورت رول ميباشد يعني نوار پيوسته به صورت حلقه به دور خود پيچيده است.
كاغذ روزنامه كاغذهاي اندود نشده است، در توليد اين نوع خمير كاغذها از پركنندهها به مقدار 25-5% استفاده ميكنند.
اين كاغذها بسته به نوع آن حاوي 100% – 25 خمير مكانيكي بوده و البته معمولاً مقدار خمير مكانيكي بيش از 50% است. درجه رواني خمير مكانيكي از CSF95±10 ml براي كاغذ روزنامه است. به اين نكته بايد توجه داشت كه خمير شيميايي براي افزايش مقاومت و همچنين افزايش قابليت گذر كاغذ از ماشين كاغذسازي، ماشين پوشش دهنده و ماشين چاپ به خمير پايه مكانيكي افزوده ميشود.
عيب كاغذهاي روزنامه تمايل آنها به زرد شدن در معرض اشعه ماورابنفش است كه قابليت بايگاني آن را محدود ميسازد. مزاياي عمده اين كاغذها نيز ماتي حتي در وزن پايه كم و قابليت چاپ مطلوب آنها است.
ويژگيها:
پهناي توپ كاغذ روزنامه بايد مضرب صحيحي از پهناي ماشين چاپ كاغذ روزنامه باشد.
قطر متداول توپ كاغذ روزنامه ميتواند cm10±100 باشد. مگر اينكه با توافق خريدار و فروشنده قطر ديگري تعيين گردد. روزنامه بايد فاقد معايبي از قبيل چروك خوردگي، پارگي لكه، فررفتگي و كلوخه شدن الياف كاغذ باشد.
كاغذ روزنامه نبايد داراي آهار قابل توجهي از توري ماشين كاغذ بر روي سطح آن باشد.
ميزان صافي سطح كاغذ روزنامه بستگي به توافق خريدار و فروشنده دارد ولي اختلاف صافي دو رويه كاغذ نبايد بيشتر از يك ميكرومتر باشد.
انواع كاغذ روزنامه: كاغذ روزنامه استاندارد: عمدتاً براي چاپ روزنامه، هفتهنامهها و چاپ مجلات تجاري كه متقاضي كمتري دارد مورد استفاده قرار ميگيرد. گرماژ آن 45-5/42 ميباشد كه تمايل زيادي بر كاهش وزن پايه كاغذ روزنامه وجود دارد.
كاغذ روزنامه بهبود يافته: براي اهداف مختلفي نظير چاپ روزنامههاي پرمخاطب، چاپ مجدد روزنامه، پيوستهاي همراه روزنامه، مجلات، كتابهاي جيبي و مجلات فكاهي است، گرماژ آن نيز 55-52 ميباشد.
كاغذ روزنامه رنگي : شبيه كاغذ روزنامه استاندارد بوده و در مصارف نهايي مشابه با كاغذ روزامه استاندارد به كار ميرود. گرماژ اين كاغذ 52-40 متغير است. در رنگهاي مختلف توليد ميشود.
ويژگيهاي كاغذ روزنامه حدود قابل قبول واحد اندازهگيري
جرم پايه (گرماژ) 52-45 گرم بر متر مربع
حداكثر ضخامت 82 ميكرون
حداكثر طول پارگي در جهخت طولي كاغذ 5/3 كيلومتر
حداقل ازدياد طول 7/0 درصد
حداقل مقاومت در برابر پاره شدن در جهت عرض كاغذ 220 ميلينيوتن
حداقل درجه روشني 50 درصد
حداقل درجه كدري (ماتي) 86 درصد
رطوبت موجود 10-8 درصد
مقاومت به تركيدن 31 كيلوپاسكال
ميزان واردات كاغذ روزنامه (سال 1385)
نام كشور وزن (Kg) قيمت به دلار
فدراسيون روسيه 670/817/37 024/007/25
چين 201/974/17 728/745/11
اتريش 262/239/9 924/175/6
آلمان 231/581/1 529/126/1
امارات 279/245/1 124/781
جمهوري كره 974/511 755/306
سوئد 576/186 994/112
تركيه 790/99 120/70
سوريه 803/76 550/46
جمع 786/732/68 728/372/45
ميزان واردات كاغذ روزنامه (سال 1386)
فدراسيون روسيه 217/116/34 500/109/24
چين 760/457/21 098/335/14
امارات 217/465/10 687/825/6
جمهوري كره 206/423/10 043/756/6
هلند 168/283/7 240/561/4
آلمان 751/794/6 349/873/4
اتريش 101/584/6 679/565/4
كانادا 486/484/3 863/614/2
نروژ 372/492/2 493/712/1
سوئد 708/294/1 086/830
قبرس 848/639 109/505
سنگاپور 399/380 288/261
انگلستان 923/340 419/184
تركيه 045/217 761/255
فنلاند 800/98 804/79
اسلووني 101/72 221/83
هند 829/49 014/30
كويت 622/20 318/13
سوريه 803/19 599/11
اوكراين 300/1 232/2
جمع 393/869/247 803/610/72
ميزان واردات كاغذ روزنامه (سال 1387)
نام كشور وزن (Kg) قيمت به دلار
فدراسيون روسيه 471//811/33 716/405/25
اتريش 710/450/8 725/661/6
هلند 145/235/6 862/635/4
جمهوري كره 234/949/3 724/295/3
امارات 915/510/3 598/086/2
قبرس 348/266/1 121/223/1
آلمان 600/507/1 614/059/1
چين 067/461/1 339/024/1
نروژ 841/990 429/793
سوئد 256/791 258/731
فرانسه 911/502 920/416
كرواسي 246/546 426/273
تركيه 996/178 633/205
انگلستان 820/243 612/111
اسلووني 685/45 255/39
بلژيك 442/24 050/25
فنلاند 895/17 829/16
هند 180/13 153/8
جمع 762/547/63 265/014/48
ميزان واردات كاغذ روزنامه (سال 1388)
فدراسيون روسيه 932/813/83 990/244/54
امارات 467/612/22 564/008/14
جمهوري كره 385/681/13 901/968/7
سوئد 023/173/8 841/701/6
اتريش 240/612/7 075/759/4
چين 545/701/3 413/152/2
هلند 208/601/2 735/822/1
آلمان 730/205/2 196/383/1
قبرس 703/874/1 927/301/1
نروژ 585/796/1 501/950
هند 393/019/1 990/528
بلاروس 246/537 898/231
فرانسه 734/413 388/405
ژاپن 401/226 694/183
اندونزي 650/48 749/32
جمع 242/318/150 781/676/96
ميزان واردات كاغذ روزنامه (شش ماه اول سال 1389)
نام كشور وزن (kg) قيمت به دلار
فدراسيون روسيه 456/872/27 659/292/16
امارات 725/807/7 939/715/4
سوئد 687/441/2 087/497/1
جمهوري كره 238/382 723/245
هند 910/308 360/203
چين 819/209 388/129
اتريش 000/40 285/37
هلند 295/18 094/10
آلمان 570 526/3
جمع 000/085/39 061/135/23
نمودار واردات
ميزان صادرات كاغذ روزنامه (سال 1385)
نام كشور وزن (kg) قيمت به دلار
افغانستان 880 397/3
عراق 220 93
جمع 100/1 490/3
ميزان صادرات كاغذ روزنامه (سال 1386)
عراق 950/45 879/33
جمع 950/45 879/33
ميزان صادرات كاغذ روزنامه (سال 1387)
تركمنستان 226/112 135/47
ارمنستان 102/85 326/38
سريلانكا 240/12 140/5
افغانستان 000/6 520/2
جمع 568/215 121/93
ميزان صادرات كاغذ روزنامه (سال 1388)
عراق 304/20 365/24
ارمنستان 800 000/2
جمع 104/21 365/26
توضيحات: در سال 1389 صادرات كاغذ روزنامه نداشتهايم.
منابع:
كتابخانه مركزي وزارت صنايع و معادن ايران، اتاق بازرگاني و صنايع و معادن تهران
مباني ويژگيهاي كاغذ، تأليف: ويليام دي اسكات، ترجمه: الياس افرا
انواع كاغذ و مقوا، تأليف: هانو پائولا پورو