استحکام کاغذ یکی از مهم ترین ویژگی هایی است که به طور مستقیم در تعیین نوع کاربرد و کیفیت آن تاثیرگذار است. با توجه به اهمیت این نکته، در فرایند تولید کاغذ مواد خاصی به خمیر یا کاغذ اضافه می کنند که استحکام آن را افزایش داده و پیوند الیاف کاغذ را تقویت می کند.
به طور کلی سه عامل اصلی روی استحکام کاغذها تاثیرگذار است:
طول الیاف استحکام پیوند میان الیاف ها و خرده الیاف ها سطح پیوند فیبر مواد به کار رفته در خمیر کاغذ
نشاسته، کلر، پلاستیک، رنگ و کربنات کلسیم از جمله موادی هستند که در تولید خمیر کاغذ با توجه به نوع کاغذ (بسته بندی، گلاسه، سفید، دوبلکس و .
..) به کار رفته و اغلب افراد با آن ها آشنایی دارند. علاوه بر این، برخی مواد شیمیایی نظیر AKD مایع (SSK) نیز به کاغذ اضافه می شوند تا مقاومت های کاغذ را دو چندان کنند. با این کار، کاغذ تولید شده در برابر جذب رطوبت مقاومت بیشتری از خود نشان می دهد.
در ادامه برخی از رایج ترین موادی که در تولید کاغذ به کار می روند تا استحکام آن را افزایش دهند، را به اختصار معرفی کرده ایم.
نشاسته
نشاسته یکی رایج ترین موادی است که در صنعت کاغذ برای افزایش مقاومت و استحکام به کار می رود. نشاسته ترکیبی پیچیده از کربوهیدارت های نامحلول در آب است که به عنوان یکی از متداول ترین افزودنی های مقاومت خشک کاغذ مورد استفاده قرار می گیرد. با اضافه شدن این ماده به خمیر، پیوندهای هیدروژنی میان الیاف ها و خرده الیاف ها افزایش یافته و جاذبه میان آن ها و کیفیت کاغذ بیشتر از قبل می شود.
در فرایند تولید کاغذ از نشاسته صنعتی استفاده می شود که فرایندهای اکسیداسیون روی آن انجام شده است. با توجه به این که خرید نشاسته صنعتی اصلاح شده نیازمند صرف هزینه به مراتب بیشتری است، بسیاری از واحدهای تولیدی از نشاسته خام استفاده کرده و پس از انجام عملیات اکسیداسیون روی آن، برای تولید کاغذ آن را به کار می گیرند.
پلاستیک در تولید کاغذ گلاسه
اضافه کردن مقدار کمی پلاستیک به صورت کنترل شده باعث می شود که کاغذ گلاسه تولید شده در برابر رطوبت و جذب آب مقاومت بیشتری داشته باشد. علاوه بر این، این کار به شفافیت کاغذ نیز کمک می کند. تنظیم رنگ و سایه محصول نهایی نیز نتیجه مثبت دیگری است که در نتیجه به کار گیری این ماده به دست می آید.
سطح برخی از کاغذها، نظیر کاغذ گلاسه، کمی براق تر می باشد. این ویژگی در نتیجه پرداخت سطح کاغذ و ایجاد یک لایه محافظ از جنس پلاستیک ایجاد شده است. چنین کاغذهایی اغلب برای چاپ مجلات، نشریات و برخی کتاب های نفیس مورد استفاده قرار می گیرند.
AKD مایع (SSK)
AKD مایع یک ماده شیمیایی بسیار کاربردی در فرایند کاغذ سازی است که اضافه کردن آن به کاغذ، باعث افزایش مقاومت کاغذ در برابر جذب آب و رطوبت می شود. این ماده در انواع متنوع و با نام های مختلفی در بازار موجود است که هر کدام کیفیت و عملکرد متفاوتی از خود نشان می دهند. SSK یکی از بهترین نمونه های موجود در بازار از این ماده می باشد که توسط شرکت تدارک صنعت کاغذ کرمان (https://www.kepsico.com/) تامین شده و با بهترین کیفیت در دسترس واحدهای تولیدی سراسر کشور قرار می گیرد.
کلر
کلر به بی رنگ کردن خمیر کاغذ می پردازد. در صورتی که قصد داشته باشید کاغذ سفید تولید نمایید، به فرایند تولید کاغذ، باید عملیات Bleaching یا همان سفید کردن نیز اضافه نمایید. کلر، دی اکسید کلر و اکسیژن از جمله مواردی هستند که اضافه کردن آن ها به خمیر در چند مرحله، منجر به سفید شدن دائمی کاغذ می شود.
استفاده بیش از حد از مواد شیمیایی برای سفید کردن کاغذ به یکی از دغدغه های زیست محیطی تبدیل شده است. اکسیژن، ازن، دی اکسید کلر و پر اکسید هیدروژن جایگزین های مناسبی برای کلر هستند که به رفع این دغدغه کمک می کنند.
کربنات کلسیم
کربنات کلسیم یا همان گچ افزودنی دیگری است که باعث افزایش شفافیت کاغذ می شود. برای تولید کاغذهای مخصوص نوشتن و چاپ، از موادی به عنوان پر کننده استفاده می شود. مات شدن کاغذ، صافی و یکنواختی سطح آن، از جمله نتایج به کار گیری این مواد پر کننده می باشد. گچ یا همان کربنات کلسیم، رایج ترین مواد پر کننده هستند که در تولید کاغذهای دوبلکس یا تاپ وایت استفاده می گردند.
رنگ
کاغذهای رنگی بخش بزرگی از انواع کاغذها هستند که در موارد بسیاری مورد استفاده قرار می گیرند. از طرف دیگر، به طور معمول کاغذها به رنگ های روشن تولید شده و سپس طی فرایند شست و شو یا همان سفید کردن، به رنگ سفید در می آیند. این فرایند برای تولید کاغذهای رنگی کمی متفاوت است. در واقع برای این کار فرایند سفید کردن حذف شده و با استفاده از رنگ، به کاغذهای تولید شده، ظاهری جدید و متفاوت می بخشند.
عوامل محیطی موثر بر استحکام کاغذ و مقوا
علاوه بر موارد ذکر شده، عوامل دیگری نیز بر میزان مقاومت و استحکام کاغذ و مقوای تولید شده تاثیرگذار هستند. رطوبت، دما، نور، گرد و غبار، عوامل بیولوژیکی و خاصیت اسید و بازی از جمله دیگر عوامل موثر بر این نکته هستند.
رطوبت
اصلی ترین ماده تشکیل دهنده کاغذ، الیافی است که از چوب یا خمیر بازیافتی به دست می آید. به همین علت قدرت جذب آب نسبتا بالایی داشته و در صورت قرار گیری در معرض رطوبت، ویژگی های فیزیکی آن تحت تاثیر قرار می گیرد. به بیان دیگر می توان گفت که اگر آهار و مواد افزودنی ضد رطوبت در تولید کاغذ به کار نرفته باشد، رطوبت می تواند باعث سست شدن پیوند میان الیاف شده و لایه های کاغذ را از هم جدا کند.
دما
با بالا رفتن دما، احتمال تغییر رنگ، اشتعال، تغییر حالت مقوا و تاب برداشتن (کاس شدن) آن وجود دارد.
نور
نور به طور مستقیم با افزایش دما در ارتباط است. در صورتی که تغییر چشمگیری در دمای محیط نداشته باشد، روی استحکام کاغذ نیز تاثیری نخواهد داشت. تنها ممکن است که در گذر زمان باعث تغییرات ظاهری نظیر کمرنگ شدن چاپ و یا تغییر رنگ ظاهری شود.
گرد و غبار
ورود گرد و غبار به خمیر کاغذ به عنوان ناخالصی تلقی شده و می تواند سست شدن چسب بین لایه ها و فرسایش سطحی کاغذ را به دنبال داشته باشد.
سایر عوامل موثر
همچنین اسیدهای غلیظ قوی از قبیل اسید سولفوریک، اسید کلریدریک و یا بازهای با غلظت بیش از 17 درصد، به طور چشمگیری روی کاغذهای بدون پوشش و یا با آهار کم تاثیرگذار هستند. روغن ها و مواد چرب نیز مواد دیگری هستند که از مقاومت کاغذ کاسته و استحکام اولیه آن ها را کاهش می دهند.
