مقايسه تأثير استفاده از نانوالياف سلولزي و نشاسته كاتيوني با پالايش بر ويژگي هاي فيزيكي و مكانيكي كاغذ دست ساز از خمير كاغذ OCC

Comparison of the effect of using cellulose nanofibers and cationic starch to replace refining on the physical and mechanical properties of paper from OCC pulp

به دلايل زيست محيطي و اقتصادي، استفاده از كارتن هاي كنگره اي كهنه (OCC) در توليد كاغذ و مقوا، به عنوان يك راهكار موثر مورد توجه جدي صنايع كاغذ قرار دارد. خواص مقاومتي خمير كاغذهاي بازيافتي به دليل مختلفي از جمله پديده استخواني شدن ضعيف تر از خمير كاغذ اوليه است. از اين رو روش هاي مختلفي از جمله افزودن مواد تقويتي و تيمارهاي مكانيكي براي بهبود كيفيت آن مورد استفاده قرار مي گيرد. بسياري از واحد هاي بازيافت كاغذ به دليل توليد كم، محدوديت هايي براي سرمايه گذاري و استفاده از تيمار هاي مكانيكي (پالايشگرها) در خط توليد دارند. در اين تحقيق، قابليت استفاده از نشاسته كاتيوني(CS) و نانوالياف سلولزي(CNF) به عنوان مواد افزودني استحكامي در توليد كاغذ و مقوا از خمير كاغذهاي حاصل از كارتن باطله به عنوان جايگزيني براي پالايش مورد بررسي قرار گرفته است. در اين پژوهش، نشاسته كاتيوني در يك سطح (2 درصد) و نانوالياف سلولزي در 3 سطح (2، 4، 6 درصد) استفاده و با نمونه هاي شاهد (با پالايش و بدون پالايش) مقايسه شد. نتايج نشان داد كه استفاده از 2 درصد CS و 4 درصد CNF در ساخت كاغذ از OCC باعث بهبود شاخص مقاومت به كشش، تركيدن معادل و حتي بيشتر از اثر پالايش گرديد، ضمن اينكه مدت آبگيري و دانسيته تقريبا شرايط مشابه اي داشتند. بنابراين شرايط فوق الذكر به عنوان جايگزين پالايش در واحدهاي كوچك بازيافت كاغذ باطله قابل توصيه است.

The use of old corrugated container (OCC) is considered an effective solution in paper and paperboard productions considering environmental and economic reasons . However, the strength properties of recycled pulp are weaker than the virgin pulp mainly due to hornification. Therefore, various methods such as adding strength enhancing materials and mechanical treatments are used to improve the quality of the recycled pulp. Low production capacity if some the recycling plants imposes limitation in investment on mechanical treatments (refiners) equipment in their production line. In this research, application of cationic starch and cellulose nanofibers (CNF) as strengthen additives and as an alternative for mechanical refining was investigated in the paper and paperboard production from OCC. In this study, cationic starch in one level (2%) and cellulose nanofibers in 3 levels (2, 4, 6%) were used and compared to control (refined and non-refined) samples. Results showed that 2% cationic starch and 4% CNF improved the tensile and burst indices with almost similar or more than refining of pulp, while the pulp dewatering time and paper density were remained at the same level. Therefore, the aforementioned conditions are recommended as a substitute for refining in small units of OCC recycling for paper and paperboard production.