تاثير بكارگيري نانوالياف سلولزي بر ويژگي هاي كاغذ چندلايه تهيه شده از الياف بازيافتي

Effffectt off appllyiing cellllullose nanoffiibers on tthe properttiies off mullttiiplly paper made ffrom recyclled ffiibers

استفاده از نانوالياف سلولزي به عنوان افزودني مقاومت دهنده در بخش پايانه تر ماشين كاغذ مقاومت هاي كلي كاغذ را افزايش مي دهد. اما افزايش قابل ملاحظه زمان آبگيري از سوسپانسيون خميركاغذ و كاهش تخلخل و ماتي كاغذ از جمله محدوديت هاي اساسي بكارگيري از آن در اين بخش كاغذسازي گزارش شده است. در اين پژوهش، تاثير استفاده از نانوالياف سلولزي در بخش شكل گيري كاغذ بر روي ويژگي هاي كاغذ سه لايه تهيه شده از الياف بازيافتي مورد بررسي قرار گرفت. نمونه هاي الياف بازيافتي از صنايع خمير و كاغذ اترك تهيه شد. بدين منظور خميركاغذ پالايش شده و پراكنده نشده بترتيب براي تهيه كاغذ لايه رويي و دو لايه ديگر استفاده شدند. از هر يك از خميركاغذهاي بازيافتي كاغذهاي دست ساز استاندارد با گراماژ 2±40 گرم بر مترمربع تهيه شد. سپس پاشش نانوالياف سلولز در چهار سطح 1، 2، 4 و 6 درصد (براساس وزن خشك الياف) بر روي يك سطح ورقه تر و متعاقبا مكش ملايم آن با استفاده از دستگاه پاشش نانوالياف سلولز كه در پرديس علمي تحقيقاتي زيراب طراحي و ساخته شد، انجام گرفت. با استفاده از كاغذهاي تيمارشده، كاغذ سه لايه با گراماژ حدود 5±120 گرم بر مترمربع تهيه و ويژگي هاي آن موردارزيابي قرار گرفت. نتايج كلي نشان داد كه پاشش نانوالياف سلولز بر روي ورقه در حال شكل گيري، بترتيب باعث افزايش شاخص هاي كششي و تركيدن كاغذ بميزان 33/59 و 26/29 درصد شده است. اين فرآيند بويژه تاثير قابل ملاحظه اي در بهبود مقاومت بين لايه هاي كاغذ چندلايه دارد كه در اين نوع كاغذها بسيار مهم است. بطوري كه مقدار اين مقاومت از حدود J/m2 116 به J/m2 217 افزايش معني داري يافته است. تصاوير SEM تهيه شده از ضخامت كاغذ، اتصال بيشتر بين لايه ها و فشردگي كاغذ چندلايه را تاييد مي كند.

The use of cellulose nanofibers as strength-enhancing additive in the wet end section of paper machine increases the general strengths of paper. Nevertheless, considerable increase in draining time from pulp suspension and decrease in paper porosity and opacity has been reported as substantial restriction of its application in this section of papermaking. In this study, the effect of applying cellulose nanofibers in the forming section of paper was examined on the properties of three-ply paper made from recycled fibers. Samples of recycled fibers were prepared from Atrak pulp and paper industries. The refined and not dispersed pulps were, respectively, used to form top layer and other two layers. Standard sheets with 40±2 g/m2 basis weight were prepared from each of the recycled pulps. Then, cellulose nanofibers were sprayed in 1, 2, 4 and 6 levels (based on oven dry weight of fibers) on one sheet surface and subsequently mild suction was done applying cellulose nanofibers spraying machine designed and fabricated in Zirab research campus. Finally, three-ply paper with 120±5 g/m2 basis weight were prepared using treated sheets and its properties were evaluated. The overall results revealed that spraying cellulose nanofibers on the forming sheet led to an increase in tensile and burst indices of the paper about 33.59 and 26.29 percent, respectively. This process particularly had a considerable effect on the strength improvement between layers in multiply paper which is the most important in these kinds of papers. Thereby, the value of this strength has been significantly increased from roughly 116 J/m2 to 217 J/m2. SEM micrographs prepared from paper thickness confirm larger link between layers and multi-ply condensation.