تاثير به كارگيري زئوليت سنتزي 4A به عنوان رنگدانه پوشش دهي روي ويژگي هاي فيزيكي كاغذ

The effect of using synthesis zeolite 4A as coating-pigment on physical properties of paper

سابقه و هدف: استفاده از كاغذ‌‌‌هاي پوشش‌دهي شده به انتخاب و كاربرد پوشش نهايي كاغذ بستگي دارد. به دليل اينكه رنگدانه بين 80 تا 95 درصد وزن پوشش را تشكيل مي‌‌دهد واضح است كه نوع و ويژگي‌هاي ذرات نقش مهمي در ساختار پوشش، ويژگي‌هاي نوري و ويژگي‌هاي كيفي چاپ نهايي كاغذ بازي مي‌كند. يكي از موادي كه اخيرا وارد عرصه تحقيقات مرتبط با پوشش‌دهي شده زئوليت است. هدف از انجام اين تحقيق بررسي تاثير زئوليت سنتزي 4A به عنوان رنگدانه روي ويژگي‌هاي فيزيكي كاغذ‌‌هاي پوشش‌دهي شده با رنگدانه‌هاي زئوليت سنتزي به صورت خالص و به صورت تركيب شده با كربنات كلسيم رسوبي و كائولينيت مي باشد. مواد و روش ها: كاغذ مورد نياز براي اين مطالعه از نوع چاپ تحرير 75 گرمي توليد شده توسط كارخانه كاغذ كائوتا كشور فنلاند، رنگدانه‌ي زئوليت سنتزي از نوع A4 از شركت آسي اس متريال آمريكا، كربنات كلسيم رسوبي از شركت اوي نورديك متريال اسپيشلتي واقع در فنلاند، كائولينيت دي جي از شركت ايمري واقع در بلژيك، چسب مورد نياز از نوع استايرن بوتا دي ان و از يك شركت آلماني به نام ترينسئو تهيه شد. وزن پوشش 14 و 30 گرم در يك طرف كاغذ و شرايط اتوزني مختلف (دماي 70 و 90 درجه سانتي گراد، فشار اعمال شده و تعداد عبور كاغذ ثابت ) براي نمونه‌ها در نظر گرفته شد. برخي از ويژگي‌هاي فيزيكي كاغذهاي پوشش‌دهي شده مانند ضخامت، زبري سطح، درخشش، تغييرات درخشش، ماتي، درجه روشني، ضريب تفرق نور، سفيدي و زردي بررسي شد. يافته‌ها: استفاده از زئوليت سبب مي‌شود ميزان زردي به طرز چشمگيري كاهش پيدا كند همچنين كاغذهاي پوشش‌دهي شده با زئوليت از سفيدي بسيار بالائي در حد كاغذ پوشش‌دهي شده با كربنات كلسيم برخوردار هستند. درجه روشني كاغذ‌هاي پوشش دهي شده با زئوليت حتي از كاغذ پوشش‌دهي شده با كربنات كلسيم نيز بالاتر است و اتوزني سبب كاهش اندكي در ميزان درجه روشني شد. قبل از اتوزني، كاغذ هاي پوشش دهي شده با كربنات كلسيم از بالاترين مقدار ضريب تفرق نور برخوردار است و بعد از اتوزني نيز عليرغم كاهش زياد در مقدار ضريب تفرق نور همچنان داراي بالاترين مقدار ضريب تفرق نور هستند و به همين دليل از ماتي بسيار بالايي نيز برخوردارند. نتايج نشان داد افزودن مقدار اندكي كربنات كلسيم و كائولينيت به زئوليت ها سبب بهبود ضريب تفرق نور و بهبود ماتي آنها شده است. همچنين كاغذ پوشش‌دهي شده با زئوليت از درخشش كمي برخوردار است. اتوزني سبب افزايش درخشش تمامي تيمارها مي‌شود و اين افزايش در كربنات كلسيم و كائولينيت بيشتر مشهود است. افزودن كربنات كلسيم و كائولينيت به زئوليت ها سبب بهبود ميزان درخشش كاغذ پوشش‌دهي شده با آنها خواهد شد و به نظر مي‌رسد به دليل سختي بالاتر زئوليت ها نسبت به ديگر رنگدانه‌ها بهتر است از فشاري بيشتر از فشار به كار رفته در اين تحقيق براي اتوزني استفاده شود. نتيجه گيري: در مجموع بايد گفت زئوليت 4A به لحاظ ويژگي‌هاي فيزيكي مي‌تواند جايگزين مناسبي براي كربنات كلسيم رسوبي و كائولينيت باشد. ايده‌آل‌ترين شرايط براي استفاده از زئوليت سنتزي و كاهش ميزان نقايص آن تركيب زئوليت با كربنات كلسيم و كائولينيت است.

Background and objective: Utilizing coated papers depend on the selection and proper usage of the paper ultimate coverage structure. Since pigment forms 80 to 95 percent of the weight of the cover, clearly the type and characteristics of the ingredients, play an important role in the cover structure, light characteristics and the quality of printing. Zeolite is one of the substances that have recently entered the field of research in connection with coating. The aim of this study was to investigate the effects of 4A synthetic zeolite as pigment, on the physical characteristics of the coated papers with synthetic zeolite pigments in pure form and in combination with precipitated calcium carbonate and kaolinite. Material and Methods: Requirements for this study 75 grams printing paper produced by mill Kayvta Finland, 14 and 30 grams of coating weight were considered on one side of the paper, and different calendaring conditions (70 and 90 centigrade temperature) were also considered for the samples. Some of the physical characteristics of the coated papers were considered like thickness, surface roughness, gloss, gloss variation, opacity, brightness, light scattering coefficient, whiteness and yellowness. Results: One of the very important factors, for the consumers of coated papers is the low level of yellowish. Using zeolite makes this factor to decrease dramatically and also coated papers with zeolite benefit a high whiteness as the white papers coated with calcium carbonate. Brightness of the paper coated with zeolite is higher than the papers coated with calcium carbonate and calendaring caused a little reduction of the brightness. Before calendaring, papers coated with calcium carbonate have the highest scattering coefficient and also after calendaring, has the highest amount of light scattering coefficient despite large reduction in the amount of light scattering coefficient. And as a result of this, they have a high opacity. The results also showed that adding a small amount of calcium carbonate and kaolinite to zeolites improves light scattering coefficient and opacity of the papers. The results showed that paper coated with zeolite has a small amount of gloss. Calendaring increases the gloss of all the treatments and this increase is more evident in calcium carbonate and kaolinite. Adding calcium carbonate and kaolinite to zeolites improves the gloss of the papers coated with them and it seems that because of hardness of zeolites comparing to other pigments it is better to apply more pressure for calendaring than the pressure that was used in this research. Conclusion: In summary, it can be said that 4A zeolite can be a good alternative for precipitated calcium carbonate and kaolinite, because of its unique physical characteristics. And the most ideal condition for using synthetized zeolite and reducing the amount of its deficits is to combine it with calcium carbonate and kaolinite.