به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

جعفر ابراهیم پور کاسمانی

  • جعفر ابراهیم پور کاسمانی*، احمد ثمریها، عبدالله علیراده
    این بررسی با هدف مقایسه تاثیر نانوسلولز و نانوسیلیکا روی ویژگی های مقوای ساخته شده از خمیرسفید ضایعاتی انجام شد. برای این منظور خمیرکاغذ سفید، از کارخانه کاغذسازی اترک تهیه و با افزودن 4 و 8 درصد نانوالیاف سلولز و نانو سیلیکا بصورت خالص، و این ترکیبات با 5/1 درصد نشاسته کاتیونی کاغذ دست ساز تهیه و مورد آزمون های فیزیکی، مکانیکی و بررسی ریخت شناسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد 4 درصد نانوالیاف سلولزی و 5/1 درصد نشاسته کاتیونی به ترتیب دارای 5/2، 1/14، 9/46، 9/35، 5/9، 9/8، 5/20 و 1/5 درصد جذب آب، صافی سطح، شاخص مقاومت به کشش، شاخص مقاومت به ترکیدن، شاخص مقاومت به پاره شدن، روشنی، سفیدی و ماتی بیشتر نسبت به 4 درصد نانوالیاف سلولزی است و به ترتیب دارای 9/30، 3/19 درصد مقاومت به عبور هوا، و زردی کمتر نسبت به آن است. 8 درصد نانوالیاف سلولزی و 5/1 درصد نشاسته کاتیونی به ترتیب دارای 1/16، 7/43، 6/7، 3/21، 7/10، 1/6، 1/1، 6/6 درصد جذب آب، مقاومت به عبور هوا، شاخص مقاومت به کشش، شاخص مقاومت به ترکیدن، شاخص مقاومت به   پاره شدن، روشنی، سفیدی و ماتی بیشتر نسبت به 8 درصد نانوالیاف سلولزی است و به ترتیب دارای 2/36 و 1/23 درصد صافی سطح، و زردی کمتر نسبت به 4 درصد نانوالیاف سلولزی است. 4 درصد نانوسیلیکا و 5/1 درصد نشاسته کاتیونی به ترتیب دارای 1/8، 3/18، 1/34 و 9/6 درصد صافی سطح، سفیدی و ماتی بیشتر نسبت به 4 درصد نانوسیلیکا است و به ترتیب دارای 1/10، 1/13، 8/10، 5/1، 9/9 و 2/75 درصد جذب آب، شاخص مقاومت به کشش، شاخص مقاومت به ترکیدن، شاخص مقاومت به پاره شدن، روشنی و زردی کمتر نسبت به 4 درصد نانوسیلیکا است. 8 درصد نانوسیلیکا و 5/1 درصد نشاسته کاتیونی به ترتیب دارای 1، 7/14، 2/40 و 7/6 درصد جذب آب، مقاومت به عبور هوا، سفیدی و ماتی بیشتر نسبت به 8 درصد نانوسیلیکا است و به ترتیب دارای 2/5، 3/36، 3/69، 5/74، 1/5 و 8/14 درصد صافی سطح، شاخص مقاومت به کشش، شاخص مقاومت به ترکیدن، شاخص مقاومت به پاره شدن، روشنی و زردی کمتر نسبت به 8 درصد نانوسیلیکا است. نتایج نشان داد استفاده از نانو الیاف سلولزی ارجحیت بالاتری دارد، و به جهت اینکه منجر به کاهش واردات می گردد می تواند حائز اهمیت باشد.
    کلید واژگان: مقوای سفید, نانوالیاف سلولز, نانوسیلیکا, نشاسته کاتیونی
    Jafar Ebrahimpour Kasmani *, Ahmad Samariha, Abdolah Alizadeh
    The aim of this study was to compare the effect of nanocellulose and nanosilica on the properties of packaging cardboard made from waste white pulp. In this study, waste pulp was transferred to the laboratory. Handsheet cardboard was made of 60 g.m-2 with 4 and 8% nano-silica condition, and nanocellulose and cationic starch at 1.5% level. Finally, the physical, mechanical and morphological properties of the prepared cardboard were tested according to the TAPPI standards and compared with each other. The results showed that 4% cellulose nanofibers and 1.5% cationic starch had 2.5, 14.1, 46.9, 35.9, 9.5, 8.9, 20.5 and 5.1%, respectively, water absorption, surface smoothness, tensile strength index, burst resistance index, tensile strength index, brightness, whiteness and opacity more than 4% cellulosic nanofibers and have 30.9%, 19.3% of air resistance, and fewer yellowness than 4% cellulose nanofibers. 8% cellulose nanofibers and 1.5% cationic starch have 16.1%, 43.7%, 7.6%, 21.3%, 10.7%, 6.1%, 1.1%, 6.6% of water absorption, air resistance, tensile strength index, burst strength index, tear strength index, brightness, whiteness and opacity are higher than 8% cellulose nanofibers and have 36.2 and 23.1% surface fines, respectively, and fewer yellowness than 4% of cellulosic nanofibers. 4% nano-silica and 1.5% cationic starch have 8.1%, 18.3%, 34.1% and 6.9% surface smoothness, whiteness and opacity, more than 4% nano-silica, respectively, with 10.1% 13.1, 10.8, 1.5, 9.9 and 75.2% water absorption, tensile strength index, burst strength index, tear strength index, brightness and fewer yellowness than 4% nano-silica. 8% nanosilica and 1.5% cationic starch have 1, 14.7, 40.2 and 6.7% water absorption, air resistance, whiteness and opacity are more than 8% nano-silica, respectively, and have 5.2, 36.3, 69.3, 74.5, 5.1, and 14.8 percent surface smoothness, tensile strength index, burst strength index, tear strength index, brightness and fewer yellowness than 8% nano-silica. The results showed that the use of cellulose nanofibers is more preferable, and it can be important because it leads to a decrease in imports.
    Keywords: White Cardboard, Cellulose Nanofibers, Nano-Silica, Cationic Starch
  • جعفر ابراهیم پور کاسمانی*، احمد ثمریها، علیرضا خاکی فیروز
    سابقه و هدف
    بازیافت کاغذ باطله به عنوان یک صنعت در ایران و جهان رشد کرده است و به محیط زیست و انسان ها مزایای زیادی ارایه می دهد. زباله های شهری نیز پس از فرایندهای بازیافت دوباره استفاده می شوند. صنعت بازیافت مقوا اهمیت زیست محیطی و اقتصادی زیادی دارد و با کمبود منابع چوبی و تقاضای بالا برای محصولات کاغذی، نقش مهمی در توسعه صنایع مرتبط با کاغذ ایفا می کند. بااین حال، بازیافت می تواند با کاهش ویژگی های نوری کاغذ همراه باشد. استفاده از نانوذرات در صنعت کاغذسازی نیز روز به روز در حال گسترش است. نانوسیلیکا یکی از مهمترین نانوذرات است که به عنوان ماده کمک نگه دارنده در صنعت کاغذسازی استفاده می شود. به منظور کاهش مصرف الیاف بلند و به دست آوردن ویژگی های نوری مطلوب، استفاده از نانوسیلیکا به تنهایی یا در ترکیب با مواد دیگر مانند نشاسته کاتیونی و پلی اکریل آمید کاتیونی بررسی می شود. هدف از این پژوهش، مقایسه تاثیر استفاده مجزا و ترکیبی از افزودنی های نانوسیلیکا، پلی اکریل آمید کاتیونی، نشاسته کاتیونی و الیاف بلند بر خواص نوری خمیرکاغذ لاینر سفید است.
    مواد و روش ها
    در این مطالعه، برای تهیه کاغذهای دست ساز از خمیرکاغذ سفید با روشنی حداقل 78 درصد و براقیت حداقل 45 درصد استفاده شد. خمیرکاغذ شیمیایی الیاف بلند از کرافت سوزنی وارداتی از روسیه با درجه روشنی 89 درصد در آزمایشگاه استفاده گردید. برای افزودنی ها، از پودر نانوسیلیس (NanoSiO2) تولیدشده توسط شرکت Degussa آلمان، پلی آکریل آمید کاتیونی با نام تجاری Farinret K325 تولید شرکت Degussa آلمان و نشاسته کاتیونی از شرکت LyckebyAmylex اسلواکی استفاده شد. تیمارهای مستقل شامل افزودن 10 درصد خمیرکاغذ الیاف بلند پالایش شده، 6 درصد نانوسیلیس، 5/1 درصد نشاسته کاتیونی و 15/0 درصد پلی آکریل آمید کاتیونی و تیمارهای ترکیبی شامل 6 درصد نانوسیلیس و 5/1 درصد نشاسته کاتیونی و 6 درصد نانوسیلیس و 15/0 درصد پلی آکریل آمید کاتیونی بود. سپس کاغذهای دست ساز 127 گرمی تهیه شده و خواص نوری و میکروسکوپی آنها ارزیابی شد.
    نتایج
    نتایج نشان داد که با افزودن 10% الیاف بلند، روشنی کاهش یافت و با استفاده از 6% نانوسیلیکا، روشنی بیشینه حاصل شد. همچنین، سفیدی کاغذها با 6% نانوسیلیکا کمینه و با 15/0% پلی آکریل آمید کاتیونی بیشینه بود. ماتی بیشترین مقدار خود را با ترکیب 6% نانوسیلیکا و 15/0% پلی آکریل آمید کاتیونی نشان داد. همچنین، با افزایش میزان پلی آکریل آمید و نشاسته کاتیونی، به صورت جداگانه یا ترکیبی با نانوسیلیکا، ماتی افزایش یافت. ضریب جذب نور در کاغذهای دارای 6% نانوسیلیکا کمینه و ضریب پخش نور در کاغذهای حاوی 6% نانوسیلیکا و 15/0% پلی آکریل آمید کاتیونی بیشینه بود. از دستگاه رنگ سنج برای اندازه گیری مولفه های رنگ استفاده شد و نتایج نشان داد که افزودنی ها تاثیری در روشنی و سفیدی کاغذها داشتند. همچنین، تغییرات در طیف رنگی و میزان تغییر رنگ نیز مشاهده شد. افزودنی ها موجب افزایش تیرگی و تغییرات در رنگ های مختلف شدند.
    نتیجه گیری
    استفاده از نانوسیلیکا به صورت مجزا و در ترکیب با نشاسته و پلی آکریل آمید کاتیونی، باعث افزایش روشنی کاغذها می شود. همچنین، استفاده از پلی آکریل آمید کاتیونی به صورت مجزا و در ترکیب با نانوسیلیکا، منجر به افزایش سفیدی و ماتی کاغذها می شود. عامل روشنی کاغذها که با نماینده مولفه L* است، به استثنای افزودن 10% الیاف بلند و 6% نانوسیلیکا، کاهش یافت. میزان تغییر رنگ کلی نیز با ∆E*، در نمونه هایی که 5/1% نشاسته کاتیونی داشتند، کمترین و در نمونه هایی که 15/0% پلی آکریل آمید کاتیونی داشتند، بیشترین مقدار را داشت. استفاده از برخی تیمارها می تواند منجر به کاهش خواص نوری و کاهش کیفیت چاپ پذیری لاینر سفید شود که برای رفع این مشکل می توان از خمیرکاغذ مکانیکی رنگبری شده یا اندود سطح کاغذ استفاده کرد. حضور ذرات نانوسیلیکا در ساختار کاغذ، باعث بهبود سطح پیوند و کاهش خلل و فرج می شود که درنتیجه به کاهش ناهمواری سطح و شکست کمتر نور منجر می شود و باعث افزایش انعکاس نور و روشنی کاغذ می گردد.
    کلید واژگان: نانوسیلیکا, نشاسته کاتیونی, پلی آکریل آمید کاتیونی, لاینر سفید, کاغذ بسته بندی
    Jafar Ebrahimpour Kasmani *, Ahmad Samariha, Alireza Khakifirooz
    Background and objectives
    Waste paper recycling has grown as an industry in Iran and the world and offers many benefits to the environment and humans. Municipal waste is also reused after recycling processes. Cardboard recycling industry has great environmental and economic importance and with the lack of wood resources and high demand for paper products, it plays an important role in the development of paper-related industries. However, recycling can be associated with a reduction in the optical properties of the paper. The use of nanoparticles in the paper industry is also expanding day by day. Nanosilica is one of the most important nanoparticles used as a retention aid in the paper industry. In order to reduce the consumption of long fibers and obtain the desired optical properties, the use of nanosilica alone or in combination with other materials such as cationic starch and cationic polyacrylamide is investigated. The purpose of this research is to compare the effect of separate and combined use of nanosilica additives, cationic polyacrylamide, cationic starch and long fibers on the optical properties of white liner paper pulp.
    Methodology
    In this study, white paper pulp with a brightness of at least 78% and a gloss of at least 45% was used to prepare handmade papers. Long fiber chemical paper pulp from coniferous kraft imported from Russia with a brightness of 89% was used in the laboratory. Nanosilica powder (NanoSiO2) produced by Degussa, Germany, cationic polyacrylamide with Farinret K325 brand, produced by Degussa, Germany, and cationic starch from LyckebyAmylex, Slovakia, were used. Independent treatments include the addition of 10% refined long fibers paper pulp, 6% nanosilica, 1.5% cationic starch and 0.15% cationicpolyacrylamide and combined treatments include 6% nanosilica and 1.5% cationic starch and 6% nanosilica and 0.15% cationic polyacrylamide. Then 127 g.m-2 handmade papers were prepared and their optical and microscopic properties were evaluated.
    Results
    The results showed that by adding 10% of long fibers, the brightness decreased and by using 6% of nanosilica, the maximum brightness was obtained. Meanwhile, the whiteness of papers with 6% nanosilica was minimum and maximum with 0.15% cationic polyacrylamide. Opacity showed its highest value with the combination of 6% nanosilica and 0.15% cationic polyacrylamide. Also, by increasing the amount of polyacrylamide and cationic starch, individually or in combination with nanosilica, the opacity increased. The light absorption coefficient was the lowest in papers with 6% nanosilica and the light scattering coefficient was the highest in papers containing 6% nanosilica and 0.15% cationic polyacrylamide. A colorimeter was used to measure the color components and the results showed that the additives had an effect on the brightness and whiteness of the papers. Also, changes in the color spectrum and the amount of color change were also observed. Additives increased the darkness and changes in different colors.
    Conclusion
    The use of nanosilica separately and in combination with starch and cationic polyacrylamide increases the brightness of papers. Also, the use of cationic polyacrylamide separately and in combination with nanosilica leads to an increase in the whiteness and opacity of papers. The brightness factor of the papers, which is representative of the L* component, decreased with the exception of the addition of 10% long fibers and 6% nanosilica. The amount of overall color change with ∆E* was the lowest in samples containing 1.5% cationic starch and the highest in samples containing 0.15% cationic polyacrylamide. The use of some treatments can lead to a decrease in the optical properties and a decrease in the printability quality of the white liner. To solve this problem, mechanical paper pulp that has been decolorized or coated on the surface of the paper can be used. The presence of nano-silica particles in the structure of the paper improves the bond surface and reduces the prosity, which results in the reduction of surface roughness and less light refraction, and increases the light reflection and brightness of the paper.
    Keywords: nanosilica, cationic starch, Polyacrylamide, White liner, Packaging paper
  • جعفر ابراهیم پور کاسمانی، داریوش خادمی شورمستی*، احمد ثمریها

    تخم مرغ یک ماده غذایی ارزان قیمت دارای مواد مغذی متنوع و با ارزش زیستی بالا است. کاهش کیفیت تخم مرغ بلافاصله پس از تخم گذاری آغاز و بسته به شرایط نگهداری به سرعت افزایش می یابد. رهیافت های مختلفی مبتنی بر غیرفعال کردن میکروارگانیسم ها و پوشاندن منافذ روی پوسته با هدف جلوگیری از نفوذ میکروارگانیسم ها و تبادلات گازی و جرمی جهت حفظ کیفیت و افزایش ماندگاری تخم مرغ مورد مطالعه قرار گرفت. استفاده از لفاف های زیست تخریب پذیر بر پایه ضایعات کشاورزی و صنایع غذایی، به عنوان جایگزین بسته بندی های سنتی تخم مرغ و سایر محصولات غذایی با نتایج موفقیت آمیزی همراه بود. مواد بسته بندی پلی ساکاریدی ارزان قیمت و در دسترس  هستند؛ اما در برابر نفوذ بخار آب لفاف مناسبی محسوب نمی شوند، لذا می توان با اعمال روش های اصلاحی فیزیکی و شیمیایی و ایجاد لفاف های مرکب و فعال بر این مشکل فایق آمد. به کارگیری لفاف های خوراکی در قالب بسته بندی های زیست تخریب پذیر علاوه بر جلوگیری از هدر رفت مواد غذایی و محافظت طولانی تر از غذاها، راهکاری موثر در جهت رفع مشکلات دفع بعدی زباله ها محسوب می شود. در عین حال طراحی و ظاهر مناسب، توجیه اقتصادی، استفاده از دستگاه ها و شیوه های کاربردی در تهیه، فرمولاسیون مناسب، سازگار، کارآمد و رقابتی نیز باید مد نظر قرار گیرد.

    کلید واژگان: پوشش, تخم مرغ, زیست تخریب پذیر, فیلم, ماندگاری
    Jafar Ebrahimpour Kasmani, Dariush Khademi Shurmasti *, Ahmad Samariha

    Eggs are an inexpensive food with various nutrients and high biological value. The decline in egg quality starts immediately after laying and progresses rapidly depending on the storage conditions. To aim of preventing the penetration of microorganisms and gas and mass exchanges, various approaches were studied based on inactivating microorganisms and coating the pores on the eggshell, in order to maintain the quality and extension of the egg shelf life. As an alternative to the traditional packaging of eggs and other food products, using biodegradable wrappers based on agricultural and food industries waste was associated with successful results. Polysaccharide packaging materials are low-cost and available, but they are not considered suitable wrappers against the penetration of water vapor, so this problem can be solved by applying physical and chemical modification methods and creating composite and active wrappers. Using food wrappers in the form of biodegradable packaging, in addition to preventing food wastage and longer protecting food, is an effective approach to overcoming the problems of waste disposal. At the same time, proper design and appearance, economic justification, using devices and practical methods in preparation, and appropriate, compatible, efficient and competitive formulation should also be considered.

    Keywords: Coating, Egg, Biodegradable, film, shelf life
  • جعفر ابراهیم پور کاسمانی*، احمد ثمریها
    این بررسی با هدف تاثیر پوشش لایه ای نانو پلی اورتان و نانورس روی بهبود خواص کاغذ کرافت رویه سفید سردخانه ای مورد استفاده در صنعت بسته بندی انجام شد. برای این منظور کاغذ کرافت رویه سفید با وزن پایه 131 گرم بر مترمربع تهیه و مورد آزمون قرار گرفت. برای پوشش دهی سطح کاغذ، ابتدا نانو پلی اورتان با روش پاشش توسط یک نازل به مقدار حدود 15 گرم بر مترمربع بر سطح کاغذ رویه سفید اعمال شد. در مرحله دوم، برای بهبود عملکرد ماده پوششی مرحله اول، سطوح کاغذ کرافت رویه سفید سردخانه ای با نانو رس توسط یک دستگاه پوشش دهنده آزمایشگاهی پوشش داده شد. در این مرحله، ماده پوششی به مقدار 27 گرم بر مترمربع بر سطح رویی کاغذ کرافت رویه سفید پوشش داده شد. بعد از پوشش دهی با مهارشدن، نمونه ها در دمای اتاق به مدت یک روز خشک شدند تا ماده پوششی بر سطح آن تثبیت شود. سپس نمونه ها در داخل فریزر به مدت 2 و 4 ماه قرار گرفته و در ادامه خواص آنها اندازه گیری شد. قبل از آزمون ها نمونه های شاهد و پوشش داده شده در شرایط محیطی استاندارد (دمای 20 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 65%) قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پوشش دهی (شاهد) باعث افزایش ضخامت، صافی سطح و مقاومت لهیدگی حلقوی کاغذ در جهت ماشین و کاهش جذب آب، روشنی و سایر خواص مکانیکی نظیر شاخص مقاومت در برابر کشش در جهت ماشین و در جهت عرضی ماشین، شاخص مقاومت در برابر ترکیدن، شاخص مقاومت در برابر پاره شدن در جهت ماشین و در جهت عرضی ماشین و مقاومت لهیدگی حلقوی کاغذ در جهت عرضی ماشین گردید. در نمونه های پوشش دهی فریز شده با افزایش ضخامت و صافی سطح، کاهش سایر خواص مکانیکی مشاهده شد. نمونه های دو بار پوشش دهی شده منافذ بسیار کمی را نشان داد. ضخامت، صافی سطح کاغذ کرافت رویه سفید دو بار پوشش دهی و شده نسبت به نمونه شاهد به ترتیب 8/30، 7/37 درصد افزایش را نشان داد. جذب آب، مقاومت در برابر ترکیدن، مقاومت در برابر پاره شدن در جهت ماشین، مقاومت در برابر پاره شدن در جهت عرض ماشین، مقاومت در برابر کشش در جهت ماشین، مقاومت در برابر کشش در جهت عرض ماشین، مقاومت لهیدگی حلقوی کاغذ در جهت ماشین و مقاومت لهیدگی حلقوی کاغذ در جهت عرض ماشین و روشنی کاغذ کرافت رویه سفید دو بار پوشش دهی شده نسبت به نمونه شاهد به ترتیب 151، 4/87، 15، 13، 2/104، 2/103، 1/67، 3/82 و 8/11 درصد کاهش را نشان داد. با توجه به نتایج به دست آمده، پیشنهاد می شود کاغذهایی مانند مقوای بسته بندی مایعات، پاکت های آبمیوه و شیر که کاربردهای زیادی در بسته بندی مواد غذایی دارند با این پوشش ها البته با زمان های متفاوت تر مورد آزمون قرار گیرد.
    کلید واژگان: پوشش, لایه ای, نانومواد, زیست تخریب پذیر, رویه سفید, دمای صفر
    Jafar Ebrahimpour Kasmani *, Ahmad Samariha
    This study was conducted with the aim of investigating the effect of layer coating of nano polyurethane and nanoclay on improving the properties of cold-storage white top kraft paper used in the packaging industry. For this purpose, white top kraft paper with a base weight of 131 g.m-2 was prepared and tested. To cover the surface of the paper, nano-polyurethane was first applied by spraying with a nozzle in an amount of about 15 g.m-2 on the surface of the white top paper. In the second stage, to improve the performance of the coating material of the first stage, the surfaces of cold-storage white top kraft paper were covered with nanoclay by a laboratory coating machine. In this step, the coating material was coated with the amount of 27 g.m-2 on the upper surface of white kraft paper. After being coated and restrained, the samples were dried at room temperature for one day to stabilize the coating material on its surface. Then, the samples were placed inside the freezer for 2 and 4 months and their properties were measured. Before the tests, the control and coated samples were placed in standard environmental conditions (at a temperature of 20 οC and relative humidity 65%). The results showed that the coating (control) increased the thickness, smoothness of the surface, and the resistance against the ring crush of the paper in the direction of the machine and reduced the water absorption, brightness and other mechanical properties such as the tensile strength index machine direction (MD) and cross direction (CD), burst strength index, tear strength index (MD and CD),  and ring crush test in the cross direction in frozen coating samples with increasing thickness and surface smoothness; a decrease in other mechanical properties was observed. The samples coated twice showed very few pores. The thickness and surface smoothness of white coated kraft paper showed an increase of 30.8% and 37.7%, respectively, compared to the control sample. Water absorption, burst strength index, tear strength index (MD and CD), tensile strength index (MD and CD), ring crush test (MD and CD), and the brightness of the double-coated white kraft paper compared to the control sample, respectively showed a decrease of 151, 87.4, 15, 13, 104.2, 103.2, 67.1, 82.3 and 11.8%. According to the obtained results, it is recommended that papers such as liquid packaging cardboard, juice and milk packets, which have many applications in food packaging, should be tested with these coatings with different times.
    Keywords: coating, layered, nano materials, Biodegradable, white top, zero temperature
  • جعفر ابراهیم پور کاسمانی*، احمد ثمریها، علیرضا خاکی فیروز
    این تحقیق با هدف بررسی تاثیر پوشش دو لایه ای نانو پلی اورتان و نانورس روی خواص فیزیکی و مکانیکی مقوای روکش قهوه ای بسته بندی مواد انجام شد. برای این منظور مقوای روکش قهوه ای 127 گرم بر متر مربع تهیه و مورد آزمون قرار گرفت. برای اندود سطح مقوا، ابتدا از نانو پلی اورتان و با روش پاشش توسط یک نازل آغشته سازی انجام شد. سپس سطح مقوای روکش قهوه ای، با نانو رس برای بهبود عملکرد ماده پوششی تیمار اول، پوشش داده شد. این ماده پوششی توسط یک دستگاه پوشش دهنده آزمایشگاهی (بارکوتر) اعمال شد. مقوای پوشش داده شده با مهار شدن، در دمای اتاق بهمدت یک روز خشک شدند تا ماده پوششی بر سطح آن تثبیت شود. سپس نمونه ها در داخل فریزر به مدت 2 و 4 ماه قرار گرفته و خواص آنها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که پوشش دهی باعث کاهش جذب آب شد. در نمونه های پوشش دهی و فریز شده، افزایش ضخامت، صافی سطح و کاهش جذب آب و خواص مقاومتی نسبت به نمونه های شاهد فریز نشده، مشاهده شده است. نمونه های دو بار پوشش دهی شده منافذ بسیار کمی را نشان داد. ضخامت، صافی سطح و مقاومت در برابر پاره شدن در جهت عرض ماشین مقوای روکش قهوه ای دو بار پوشش دهی و شده نسبت به نمونه شاهد به ترتیب 7/13، 75 و 8/3 درصد افزایش را نشان داد. جذب آب، مقاومت در برابر ترکیدن، مقاومت در برابر پاره شدن در جهت ماشین، مقاومت در برابر کشش در جهت ماشین، مقاومت در برابر کشش در جهت عرض ماشین، مقاومت له شدن در برابر حلقه در جهت ماشین و مقاومت له شدن در برابر حلقه در جهت عرض ماشین مقوای روکش قهوه ای دو بار پوشش دهی شده شده نسبت به نمونه شاهد به ترتیب 107، 20، 5/1، 3/34، 4/25، 3/24 و 7/4 درصد کاهش را نشان داد.
    کلید واژگان: پوشش دهی, فریز کردن, خواص فیزیکی, مکانیکی, رویه قهوه ای, محصولات سردخانه ای
    Jafar Ebrahimpour Kasmani *, Ahmad Samariha, Alireza Khakifirooz
    This research was conducted with the aim of investigating the effect of two-layer coating of nano-polyurethane and nano-clay on the mechanical and physical properties of packaging cardboard with brown layer. For this purpose, brown layer cardboard with grammage of 127 was prepared and tested. To coat the surface of the cardboard, it was first coated with nano-polyurethane and sprayed by a coating nozzle. Then the surface of the brown layer cardboard was covered with nano-clay to improve the performance of the coating material of the first treatment. Nano-clay coating was performed by a laboratory coating machine called barcoter. The coated cardboards were restrained and dried in the room for one day to stabilize the coating material on their surface. Then the samples were placed inside the freezer for 2 and 4 months and their properties were measured. The results showed that coating reduced water absorption. In the coated and frozen samples, an increase in thickness, smoothness of the surface and a decrease in water absorption and resistance properties compared to non-frozen control samples have been observed. Double coated samples showed very few pores. The thickness, smoothness of the surface and resistance to tearing in the machine cross direction of the double coated brown cardboard showed an increase of 13.7%, 75% and 3.8%, respectively, compared to the control sample. water absorption, resistance to bursting, resistance to tearing in the machine direction, resistance to tensile in the machine direction, resistance to tensile in the cross machine direction, resistance to ring crush test in the machine direction and resistance to ring crush test in the cross machine direction of the double-coated brown layer cardboard compared to the control sample, showed 107.20, 1.5, 34.3, 25.4, 24.3, and 4.7 percent decrease respectively.
    Keywords: Coating, Freezing, physical properties, mechanical, brown top, refrigerated products
  • جعفر ابراهیم پور کاسمانی*، احمد ثمریها، داریوش خادمی شورمستی
    این تحقیق با هدف بررسی اثر استفاده از پوشش های نانو ساختار زیست تخریب پذیر روی جذب آب و دیگر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی کاغذ سفیدی که در محیط های سرد مورداستفاده قرار می گیرد، انجام شد. برای این منظور کاغذ سفید 127 گرمی تهیه و مورد آزمون قرار گرفت. ابتدا کاغذها روی یک تخته لایه مهار شدند. پس از اعمال پوشش و تهیه نمونه های متعدد برای انجام آزمایش کاغذهایی با وزن پوشش یکسان انتخاب شدند. با توجه به عدم امکان دقیق مقدار پوشش دهی، از کاغذهایی با پوشش حدود 15 گرم بر مترمربع برای  آزمون های بعدی استفاده شد. بعد از اعمال، کاغذهای پوشش داده شده در دمای محیط خشک شدند. سپس نمونه ها در داخل فریزر به مدت 2 و 4 ماه قرار گرفتند. قبل از آزمون ، نمونه های شاهد و پوشش داده شده در شرایط محیطی استاندارد (دمای 20 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 65%) قرار گرفتند. نتایج نشان داد که جذب آب نمونه ها بعد از پوشش دهی، کاهش یافته است. علت این امر این است که محلول پوشش به کار رفته در منافذ کاغذ نفوذ کرده و سبب کاهش قطر منافذ گشته است، در نتیجه سرعت عبور آب در منافذ کاغذ کاهش یافته است. در نمونه های پوشش دهی و فریز شده، افزایش ضخامت و کاهش صافی سطح و خواص مقاومتی نسبت به نمونه های شاهد فریز نشده، مشاهده شده است.
    کلید واژگان: پوشش دهی, جذب آب, خواص مکانیکی, کاغذ سفید, محیط های سرد
    Jafar Ebrahimpour Kasmani *, Ahmad Samariha, Dariush Khademi Shurmasti
    This research was conducted with the aim of investigating the effect of using biodegradable nanostructure coatings on water absorption and other physical and mechanical properties of white paper used in cold environments. For this purpose, 127 g/m2 white paper was prepared and tested. First, the liners were mounted on a plywood. After applying the coating and preparing several samples, papers with the same coating weight were selected for testing. Due to the impossibility of exact coverage amount, liners with a coverage of about 15 g/m2 were used for the next tests. After the application, the coated papers were dried at room temperature. Then the samples were placed in the refrigerator for 2 and 4 months. Before the test, the control and coated samples were placed in standard environmental conditions (temperature 20 οC and relative humidity 65%). The results showed that the water absorption of the samples decreased after coating. The reason for this is that the coating solution used has penetrated the pores of the paper and caused the diameter of the pores to decrease, as a result, the speed of water passing through the pores of the paper has decreased. In coated and frozen samples, an increase in thickness and a decrease in surface smoothness and resistance properties have been observed compared to unfrozen control samples.
    Keywords: Coating, Water absorption, Mechanical Properties, White paper, Cold environments
  • جعفر ابراهیم پور کاسمانی*، احمد ثمریها
    در این بررسی خواص نوری کاغذهای حاصله در تیمارهای 1، 2 و 4 هفته ای با قارچ Phanerochaete chrysosporium BKM - 1767 بررسی شد و با نمونه شاهد مقایسه گردید. پس از آماده سازی نمونه های قارچی، خرده چوب های ممرز در سه سطح 1، 2 و 4 هفته ای تحت شرایط آزمایشگاهی تیمار شدند. به منظور تهیه خمیر شیمیایی مکانیکی از خرده چوب های تیمار شده، دمای پخت 165 درجه سلسیوس، زمان پخت 80 و 90 دقیقه، درصد مواد شیمیایی سولفیت سدیم: 14، 18 و 22 درصد و نسبت مایع پخت به خرده چوب 7 به 1 در نظر گرفته شد. در مورد روشنی نیز عامل مدت زمان تیمار، فاکتور مهمی برای افزایش تاثیر تیمار قارچی است. کاهش روشنی در تیمار 4 هفته ای، معنی دار است. این نکته بیانگر آن است که در مورد ممرز، تاثیرگذاری تیمار قارچی روی روشنی کاغذ، فقط در تیمار 4 هفته ای اتفاق می افتد. افزایش بیشتر زردی در تیمارهای 2 و 4 هفته ای نشان می دهد تاثیرپذیری ممرز در ارتباط با فاکتور زردی، با افزایش مدت زمان تیمار قارچی اتفاق می افتد. ماتی کاغذهای حاصل از خرده چوب های تیمار شده تقریبا افزایش یافته است ولی اختلاف معنی داری بین ماتی کاغذ تهیه شده در تیمار شاهد و ماتی کاغذهای تهیه شده در تیمارهای قارچی وجود ندارد.
    کلید واژگان: قارچ Phanerochaete chrysosporium BKM-1767, خرده چوب ممرز, خواص نوری
    Jafar Ebrahimpour Kasmani *, Ahmad Samariha
    In this study, optical properties of paper obtained from treatments 1, 2 and 4 weeks with the fungus Phanerochaete chrysosporium BKM - 1767 was evaluated and compared with control samples. After preparing fungal specimens, hornbeam chips three levels 1, 2 and 4 weeks under laboratory conditions were treated. To Chemical Mechanical Pulping from chips treated, 165oC baking temperature, cooking time 80 and 90 minutes and the percentage of sodium sulfite chemicals: 14, 18 and 22 percent compared to the cooking liquid to chips 7 to 1 was considered. In the case of brightness, the duration of treatment is also an important factor for increasing the effect of fungal treatment. The decrease in brightness in the 4-week treatment is significant. This point indicates that in the case of hornbeem, the effect of the fungal treatment on the brightness of the paper occurs only in the 4-week treatment. More increase of yellowness in 2 and 4 week treatments shows that the effectiveness of hornbeem in relation to the yellowness factor occurs with increasing the duration of fungal treatment. The opacity of the papers obtained from the treated wood chips has almost increased, but there is no significant difference between the opacity of the papers prepared in the control treatment and the opacity of the papers prepared in the fungal treatments.
    Keywords: Fungus Phanerochaete chrysosporium BKM - 1767, Chips hornbeam, Optical Properties
  • جعفر ابراهیم پور کاسمانی*، احمد ثمریها
    این تحقیق با هدف بررسی اثر پاشش با نانو پلی اورتان پخش شونده در آب و فریز کردن نمونه های پاشش شده بر خواص فیزیکی و مکانیکی کاغذ لاینر قهوه ای انجام شد. برای این منظور کاغذ لاینر 127 گرمی تهیه و ویژگیهای آن مورد ارزیابی قرار گرفت. برای اندود سطح کاغذ، ابتدا نانو پلی اورتان و با روش پاشش توسط یک اسپری به مقدار حدود 15 گرم برای هر سطح پاشیده می شود. سپس کاغذ پوشش دهی شده، برای خشک شدن در محیط و نیز آون قرار می گیرد تا ماده پوششی بر سطح آن تثبیت شود. سپس نمونه ها در داخل فریزر به مدت دو و چهار ماه قرار گرفتند، قبل از آزمون های نمونه های شاهد و پوشش داده شده در شرایط محیطی استاندارد قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پاشش باعث افزایش ضخامت، کاهش جذب آب، و افزایش مقاومت به ترکیدن، افزایش مقاومت به پاره شدن شده است. همچنین تغییر خاصی در مقاومت به کشش و مقاومت به له شدن ایجاد نشده است. در نمونه های پاشش دهی شده و فریز شده، با افزایش ضخامت، جذب آب و مقاومت به کشش کاهش، مقاومت به ترکیدن و مقاومت به پاره شدن شده نسبت به نمونه های شاهد فریز نشده، افزایش مشاهده شده است. مقاومت له شدن در برابر حلقه هم معنی دار نبوده است. نمونه های پاشش داده شده منافذ بسیار کمی را نشان داد. ضخامت و مقاومت در برابر پاره شدن در جهت ماشین کاغذ لاینر قهوه ای یک بار پاشش دهی شده نسبت به نمونه شاهد به ترتیب 96/8 و 3/2 درصد افزایش را نشان داد. جذب آب، مقاومت در برابر کشش در جهت ماشین و مقاومت در برابر پاره شدن در جهت ماشین، مقاومت در برابر ترکیدن و مقاومت له شدن در برابر حلقه در جهت ماشین کاغذ لاینر قهوه ای یک بار پاشش دهی شده نسبت به نمونه شاهد به ترتیب 53/19 و 83/3، 31/17، 17/0، 4/2 و 14/3 درصد کاهش را نشان داد.
    کلید واژگان: پاشش دهی, نانو پلی اورتان, خواص فیزیکی, خواص مکانیکی
    Jafar Ebrahimpour Kasmani *, Ahmad Samariha
    This research was conducted with the aim of studying the effect of spraying with nano-polyurethane and freezing the treated samples on the physical and mechanical properties of brown liner paper. For this purpose, 128 g.m-2 paper was prepared and its characteristics were evaluated. To coat the surface of the paper, nano-polyurethane is first sprayed using a sprayer in an amount of about 15 grams per square meter for each surface. Then, the coated paper is placed in the environment and the oven (temperature of about 70 οC) to dry, so that the coating material stabilizes on its surface. Then the samples were placed inside the freezer for two and four months, before the tests of the control and coated samples, they were placed in standard environmental conditions (temperature of 20 οC and relative humidity of 65 %). The results showed that spraying increased thickness, decreased water absorption, and increased burst streangth, increased tear streangth. Also, there was no specific change in tensile strength and ring crush test. In sprayed and frozen samples, with the increase in thickness, water absorption and tensile strength decrease, burst streangth and tear streangth compared to non-frozen control samples, an increase was observed. Ring crush test against the was also not significant. The sprayed samples showed very few pores. The thickness and tear streangth in the machine direction of the one-time sprayed brown liner paper increased by 8.96% and 2.3%, respectively, compared to the control sample. water absorption, tensile strength and tear streangth, burst streangth and ring crush test against the ring in the machine direction of one-time sprayed brown liner paper compared to the control sample showed decreased as 19.53, 3.83, 2.4 and 3.14, respectively.
    Keywords: Coating, Nano-polyurethane, Physical, Mechanical properties
  • جعفر ابراهیم پور کاسمانی*، احمد ثمریها، سعید مهدوی
    این تحقیق با هدف بررسی مقایسه ای اثر مجزا و ترکیبی نانولیگنوسلولز، پلی اکریل آمید کاتیونی، نشاسته کاتیونی و الیاف بلند وارداتی در ساخت کاغذ لاینر و فلوتینگ بازیافتی انجام شد. تیمارهای مستقل خمیرکاغذ کارتن کهنه (OCC) با افزودنی ها شامل  15 درصد خمیرکاغذ الیاف بلند پالایش شده، 6 درصد نانوالیاف لیگنوسلولزی، 5/1 درصد نشاسته کاتیونی و 15/0 درصد پلی اکریل آمید کاتیونی بودند. تیمارهای ترکیبی شامل 6 درصد نانوالیاف لیگنوسلولزی و 5/1 درصد نشاسته و نیز 6 درصد نانوالیاف لیگنوسلولزی و 15/0 درصد پلی آکریل آمید کاتیونی بودند. از تیمارهای ذکرشده کاغذهای دست ساز با گراماژ 127 گرم بر مترمربع ساخته شد و در نهایت خواص فیزیکی، مکانیکی و ساختار میکروسکوپی این کاغذها آزمون گردید. نتایج نشان داد با افزودن الیاف بلند وارداتی و نانو الیاف لیگنوسلولزی دانسیته کاغذ دست ساز نسبت به شاهد کاهش یافته است. همه افزودنی های مختلف به صورت مجزا و ترکیبی، موجب افزایش مقاومت کششی و ترکیدن کاغذهای دست ساز شد. همچنین مقاومت به پاره شدن کاغذهای دست ساز به جز تیمار ترکیبی نانو و نشاسته کاتیونی نسبت به شاهد افزایش یافت. استفاده از 6 درصد نانولیگنوسلولزی و 15/0 درصد پلی اکریل آمید کاتیونی منجر به بیشترین افزایش در مقاومت های له شدگی کاغذ دست ساز (RCT و CMT) نسبت به شاهد شده است. عکس های میکروسکوپ الکترونی حکایت از کاهش نسبی خلل وفرج در کاغذهای دست ساز تهیه شده از تیمارهای ترکیبی دارد که می تواند بر قابلیت آبگیری خمیرکاغذ OCC اثر منفی داشته باشد.
    کلید واژگان: خمیرکاغذ کارتن کهنه, نشاسته کاتیونی, نانوالیاف لیگنوسلولزی, فلوتینگ, ساختار میکروسکوپی, مقاومت-های کاغذ
    Jafar Ebrahimpour Kasmani *, Ahmad Samariha, Saeed Mahdavi
    This study was carried out to compare the individual and combined effects of nanolignocelluloses (NLC), cationic polyacrylamide (CPAM), cationic starch (CS) and imported chemical long fiber (LF) in the manufacture of recycle liner and fluting paper for packaging. Individual treatments of OCC were included 15% LF, 6% NLC, 1.5% CS and 0.15% CPAM as addetives. Combined treatments were included 6% NLC and 1.5% CS, 6% NLC and 0.15% CPAM. Handsheets were made with grammage of 127 g/m2 by application the mentioned treatments. Finally, the physical, mechanical properties and microscopic structure of handsheet were investigated. The results showed that addition of LF and NLC caused the density of handsheets decreased compared to the control. The individual and combined treatments led to increasing the tensile and burst strength of handsheet. Also, the tear strength of handsheet increased compared to the control except for the combined treatment of NLC and CS. FE-SEM images showed pores relative reduction in handsheet that prepared from combination treatments. It showed negative effect on water drainage. The addition of 6% NLC and 0.15% CPAM to OCC pulp resulted in the highest crush strengths as RCT and CMT compared to the control. SEM micrographs showed relatively reduced pores in handsheets prepared from combined treatments, which could have negative effect on the dewatering of OCC pulp.
    Keywords: OCC, cationic starch, NFC, fluting, microscope structure, paper strengths
  • جعفر ابراهیم پور کاسمانی*، احمد ثمریها، سعید مهدوی
    به منظور مقایسه اثرهای مستقل و ترکیبی 4 نوع افزودنی شامل نانوالیاف سلولزی، پلی اکریل آمید کاتیونی، نشاسته کاتیونی و الیاف بلند وارداتی در ساخت کاغذ تهیه شده از آخال سفید این بررسی انجام شد. تیمارهای مستقل شامل افزودن 15 درصد خمیرکاغذ الیاف بلند، 3 درصد نانوالیاف سلولز، 75/0 درصد نشاسته کاتیونی و 07/0 درصد پلی اکریل آمید کاتیونی بودند. تیمارهای ترکیبی شامل افزودن ابتدا 75/0 درصد نشاسته و 3 درصد نانوالیاف سلولزی و نیز 07/0 درصد پلی اکریل آمید کاتیونی و 3 درصد نانوالیاف سلولزی بودند. کاغذهای دست ساز 60 گرمی از 7 ترکیب خمیرکاغذ ساخته شد و در نهایت خواص فیزیکی، مکانیکی و ساختار میکروسکوپی کاغذها بررسی شد. نتایج نشان داد با افزودن الیاف بلند وارداتی، نشاسته کاتیونی، پلی آکریل-آمید و نانوالیاف سلولزی دانسیته کاغذهای دست ساز نسبت به شاهد کمی کاهش یافته است. بیشترین صافی سطح مربوط به تیمارهای ترکیبی نانوالیاف سلولزی است که می تواند موجب بهبود چاپ پذیری سطح کاغذ شود، اما افزایش مقاومت به عبور هوا و نیز کاهش قابلیت آبگیری ورقه کاغذ با افزودن نانوالیاف سلولزی، می تواند باعث بروز مشکلاتی در ماشین چاپ و ماشین کاغذ شود. میانگین شاخص مقاومت کششی، ترکیدن و پاره شدن کاغذهای دست ساز با افزودن 15 درصد خمیر الیاف بلند بیشترین افزایش را داشته و پس ازآن، استفاده از 75/0 درصد نشاسته کاتیونی به صورت مستقل موجب بهبود هر سه مقاومت مذکور نسبت به سایر تیمارها شده است. عکس های میکروسکوپ الکترونی حاکی از کاهش نسبی خلل و فرج در کاغذهای دست ساز تهیه شده از تیمارهای ترکیبی نانوالیاف سلولزی است که می تواند بر قابلیت آبگیری خمیرکاغذ تهیه شده از آخال سفید اثر منفی داشته باشد.
    کلید واژگان: آخال سفید, نانوالیاف سلولز, نشاسته کاتیونی, پلی آکریل آمید کاتیونی, خواص کاغذ
    Jafar Ebrahimpour Kasmani *, Ahmad Samariha, Saeed Mahdavi
    This study was performed in order to compare the independent and combined effects of four types of additives including cellulose nanofibers, cationic polyacrylamide, cationic starch, and imported long fiber pulp in the handsheet prepared from office waste paper. Independent treatments included the addition of 15% long fiber pulp, 3% cellulose nanofibers, 0.75% cationic starch and 0.07% cationic polyacrylamide. Combination treatments included firstly addition of 0.75% starch and then 3% cellulose nanofibers, and also 0.07% cationic polyacrylamide and 3% cellulose nanofibers. Handsheets with grammage of 60 g/m2 were made from seven furnishes and finally the physical, mechanical and microscopic structures of the handsheet were investigated. The results showed that addition of long fiber pulp, cationic starch, cationic polyacrylamide and cellulose nanofibers slightly reduced the density of handsheets compared with the control. The highest surface smoothness was achieved using combined treatments of cellulose nanofibers, which could improve the printability of the paper, but decreasing the air permeability and reducing the water drainage of the sheet by adding cellulose nanofibers could cause problems on paper and printing machines. Tensile, burst and tear indices of handsheets had the highest increase by the addition of 15% long fiber pulp, and then using 0.75% cationic starch improved the strength compared with other treatments. Electron microscopy images showed a relative reduction of porosity in the handsheets made from cellulose nanofibers, which could have negative effects on water drainage of recycled pulp.
    Keywords: Office waste paper, Cellulose Nanofibers, cationic starch, cationic polyacrylamide, paper strength
  • جعفر ابراهیم پور کاسمانی*، احمد ثمریها، علیرضا خاکی فیروز
    این تحقیق با هدف بررسی استفاده از نانو الیاف سلولزی و سیستم های دو ترکیبی نشاسته-نانو سلولز و پلی آکریل آمید-نانو سلولز برای جایگزینی با الیاف بلند شیمیایی وارداتی انجام شده است. در این بررسی خمیر الیاف بلند شیمیایی وارداتی، در 4 سطح به خمیر پنبه اضافه گردید. نانو الیاف سلولزی در سطح 5 درصد، با نشاسته در سطح 1 درصد و با پلی اکریل آمید در سطح 1/0 درصد به خمیر پنبه افزوده شد. نشاسته کاتیونی در سه سطح (5/0، 1 و 5/1 درصد) و پلی آکریل آمید کاتیونی نیز در سه سطح (05/0، 1/0 و 15/0 درصد) نسبت به وزن ماده خشک مصرف شد. از هرکدام از تیمارها، کاغذهای دست ساز 60 گرمی ساخته شد و در نهایت خواص فیزیکی، مکانیکی و نوری کاغذهای ساخته شده حاصل از خمیرکاغذهای مختلف مقایسه گردید. نتایج نشان داد که با افزایش نانوسلولز بصورت منفرد، در مقایسه با الیاف بلند وارداتی، صافی سطح، مقاومت به کشش، ترکیدن، پاره شدن کاغذ افزایش و نفوذپذیری در برابر هوا، مقاومت به تا شدن و ماتی کاغذ کاهش یافت. با افزایش نانوسلولز در ترکیب با پلی آکریل آمید کاتیونی، در مقایسه با الیاف بلند وارداتی، نفوذپذیری در برابر هوا و ماتی کاغذ کاهش و صافی سطح، مقاومت به کشش، ترکیدن، پاره شدن، و تا شدن کاغذ افزایش یافت. با افزایش نانوسلولز در ترکیب با نشاسته کاتیونی، در مقایسه با الیاف بلند وارداتی، صافی سطح ، مقاومت به کشش، ترکیدن، تا شدن افزایش ولی ماتی کاغذ کاهش یافت. نتایج FE-SEM نیز نشان داد با افزایش درصد نانوالیاف سلولزی خلل و فرج بسیار کم شد. بطوریکه بر اثر افزودن 5 درصد نانو الیاف سلولزی سطح کاغذ هموارتر شد و منافذ به طور نسبی پرشدند، که نتایج صافی سطح و نفوذپذیری در برابر هوا این گفته را تایید می کند.
    کلید واژگان: نانو الیاف سلولزی, خمیر شیمیایی وارداتی, نشاسته, پلی آکریل آمید, کاغذ بادوام
    Jafar Ebrahimpour Kasmani *, Ahmad Samariha, Alireza Khakifirooz
    This study aimed to investigate the use of cellulose nanofibers and starch-nano-cellulose and polyacrylamide-nano-cellulose hybrid systems for the replacement of imported long chemical fibers in the production of these papers. In this study, imported long fiber chemical pulp was added to cotton pulp at 4 levels. Cellulose nanofibers were added to cotton pulp at a 5% level with 1% starch and 0.1% with polyacrylamide. Three levels of cationic starch and three levels of cationic polyacrylamide were also used. From each of the treatments, 60 gm-2 handsheet were made finally the physical, mechanical and optical properties of the paper made from different pulps were compared. The results showed that with increasing nanocellulose individually, compared to imported long fibers, surface smoothness, tensile strength, bursting, tearing of paper increased and air resistance, folding resistance and opacity decreased. Increasing nanocellulose in combination with cationic polyacrylamide increased the paper air resistance and surface area, tensile, burst, tear, and folding strength of the paper compared to imported long fibers, air resistance and opacity. With the increase of nanocellulose in combination with cationic starch, as compared to imported long fibers, surface smoothness, tensile strength, bursting, folding increased but opacity decreased. FE-SEM results also showed that with increasing percentage of cellulose nanofibers, the pores decreased significantly. As a result of the addition of 5% cellulose nanofibers the surface of the paper became smoother and the pores were filled relatively, confirming the results of surface smoothness and air resistance.
    Keywords: Cellulose nanofibers, imported chemical pulp, starch, Polyacrylamide, durable paper
  • هاتف حیدری، جعفر ابراهیم پور کاسمانی*، سعید مهدوی
    این تحقیق به‌منظور جایگزینی خمیرکاغذ الیاف بلند شیمیایی وارداتی با افزودن نانوالیاف لیگنوسلولزی (NLCF) و سیستم‌های دوترکیبی نانونشاسته کاتیونی و نانوپلی‌آکریل‌ آمید کاتیونی (CPAM) به خمیرکاغذ تهیه‌شده از ضایعات لیفی پنبه (زیرشانه) برای تهیه کاغذهای بادوام انجام گرفت. خمیرکاغذ شیمیایی وارداتی در سه سطح 10، 20 و 30 درصد، NLCF در سطح 5 درصد و همراه با نشاسته کاتیونی در سطح 1 درصد یا همراه با CPAM در سطح 1/0درصد به خمیرکاغذ زیرشانه افزوده شدند. همچنین نشاسته و CPAM در سه سطح به‌صورت مجزا در خمیرکاغذ زیرشانه استفاده شدند. کاغذهای دست‌ساز 60 گرمی از 13 ترکیب خمیرکاغذ ساخته شدند و خواص فیزیکی، مکانیکی و نوری آنها طبق استاندارد اندازه‌گیری شد. براساس نتایج، افزودن 1 درصد نشاسته کاتیونی به خمیرکاغذ زیرشانه می‌تواند خواص مناسبی (به‌جز زردی کاغذ) را نسبت به استفاده از الیاف بلند به‌دست دهد. همچنین افزودن NLCF رنگبری‌نشده موجب افت روشنی و افزایش زردی کاغذها شده و در مقایسه با افزودن خمیرکاغذ الیاف بلند، موجب کاهش مقاومت به تاخوردگی و صافی کاغذ شده است که ممکن است به‌دلیل تجمع ذرات نانو در سطح کاغذ طبق عکس‌های میکروسکوپ روبشی باشد. افزودن 05/0 درصد CPAM به‌جز مقاومت به تاخوردگی، در مقایسه با استفاده از خمیرکاغذ الیاف بلند در خمیرکاغذ ضایعات لیفی پنبه، سبب بهبود خواص کاغذ شد. پراکنش ذرات در سیستم دوترکیبی نانونشاسته کاتیونی تا حدودی بهبود یافت که موجب بهبود مقاومت‌های کاغذ نسبت به افزودن NLCF و نیز نانو-CPAM در خمیرکاغذ زیرشانه شد.
    کلید واژگان: خمیرکاغذ الیاف بلند, خواص فیزیکی, مکانیکی و نوری, ضایعات لیفی پنبه, کاغذ بادوام, نانوالیاف لیگنوسلولزی
    Hatef Heydari, Jafar Ebrahimpour Kasmani *, Saeed Mahdavi
    This study was done to replace the imported long-fiber chemical pulp (LFCP) by adding nano lignocellulose fiber (NLCF) and dual composition of nano-cationic starch (CS) and nano- cationic polyacrylamide (CPAM) for preparing durable paper made from waste lint recycling combing machine. For this purpose, 5% unbleached NLCF and 1% CS or 0.1% CPAM were mixed to waste lint pulp (WLP) as the control. The LFCP was added to the WLP in three amounts of 10%, 20%, and 30%. Also, CS and CPAM at three levels were used separately in WLP. Handsheets were made from 13 types of pulp compositions in grammage of 90 g/m2 and their physical, mechanical and optical properties were measured according to the relevant standards. Based on the results, addition of 1% CS to the control pulp (except for the paper yellowness) could be a good substitution for the LFCP. Also, the addition of NLCF resulted in a significantly decrease of handsheet’s brightness and an increase of handsheet’s yellowness. Furthermore, double fold endurance and softness of handsheets decreased compared with the LFCP, which might be due to the accumulation of NLCF on the surface of the paper according to SEM images. The addition of 0.05% CPAM except for double fold endurance could improve the paper properties compared with using LFCP in WLP. Nano-particle dispersion somewhat improved using dual composition systems and the addition of nano-CS revealed that the paper strength improved compared with using NLCF alone and nano-CPAM.
    Keywords: Long fiber pulp, physical, mechanical, and optical properties, waste lint, durable paper, nano-lignocellulose fiber
  • جعفر ابراهیم پور کاسمانی*، سعید مهدوی
    این پژوهش با هدف بررسی ویژگی های مکانیکی، گرماسنجی وزنی و ریخت شناسی چوب پلاستیک ساخته شده از ضایعات تخته-خرده چوب و تخته فیبر نیمه سنگین و دو نوع پلیمر بازیافتی (پلی اتیلن سنگین و پلی پروپیلن) با افزودن نانورس انجام شد. برای این منظور50% وزنی ضایعات دو نوع تخته مذکور، 50% وزنی پلیمر بازیافتی، 3% وزنی انیدرید مالییک پیوند داده شده با دو نوع پلیمر و نانورس در سه سطح 3، 6 و 9 درصد وزنی، به وسیله یک اکسترودر دو ماردون ناهمسوگرد با یکدیگر مخلوط شدند. سپس نمونه های آزمونی استاندارد با استفاده از پرس تزریقی ساخته شده و ویژگی های مکانیکی و تخریب گرمایی آن ها مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی کیفیت پراکنش ذرات نانورس در ماده زمینه پلیمری و همچنین نحوه اتصال ماده لیگنوسلولزی و پلیمری در سطح اتصال از یک میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. نتایج نشان داد مقاومت کششی، خمشی و مدول آن ها در چندسازه پلی اتیلن بازیافتی و تخته خرده چوب با افزودن مقدار نانورس تا 3 درصد وزنی افزایش یافته و سپس کاهش می یابد، در حالی که برای چوب پلاستیک ساخته شده از پلی پروپیلن بازیافتی و تخته فیبر نیمه سنگین با افزودن نانورس، روند تغییر مقاومت ها و مدول آن ها کاهشی بود. مقاومت به ضربه فاق دار چوب پلاستیک با افزودن نانورس همواره کاهش یافته است که حاکی از افزایش سطح شکست چندسازه ها است. بررسی تصاویر میکروسکوپی نیز نشان داد که با افزودن نانورس از تعداد حفرات و فضاهای خالی کمتر شده اما پراکنش نامناسب و تجمع ذرات نانورس به خصوص در سطح 9% محرز است. نتایج آزمون گرماسنجی وزنی حاکی از آن است که با افزایش 3% وزنی نانورس، ثبات حرارتی چوب پلاستیک نسبت به شاهد کمی بهبود یافته و مقدار ماده باقیمانده پس از احتراق نیز افزایش یافت.
    کلید واژگان: ضایعات تخته, پلیمر بازیافتی, نانورس, مقاومت, گرماسنجی وزنی, میکروسکوپ روبشی
    Jafar Ebrahimpour Kasmani *, Saeed Mahdavi
    This research was carried out with aim of the effect of nano-clay (NC) content on mechanical, thermogravimetry (TG) and morphological properties of wood plastic composite (WPC) made of medium density fiberboard (MDF) and particleboard (PB) wastes and recycled polypropylene and polyethylene (HDPE). For this purpose, wastes of MDF and PB at 50 wt.% , recycled PP and HDPE at 50 wt.%, maleic anhydride grafted with polymers at a constant level of 3 wt.% and nanoclay at three different levels 3, 6, and 9 wt.% were blended by two-wire extruder. Afterward, standard test pieces were made using an injection molding machine and their mechanical properties and TGA were investigated. Scanning electron microscope (SEM) was applied to investigate the quality of nanoclay particles dispersion in the matrice as well as how the lignocellulosic and polymers are bonded at the surface of bonding. The results showed that tensile and flexural strength and their modulus of HDPE and PB composite significantly were increased by adding NC up to 3 wt.%, but the strengths were dropped in WPC's by increasing of NC content at 6 and 9 wt.%. The notched impact strength of WPC has been totally decreased by NC addition that indicates more fracture surface on WPC's. SEM micrographs revealed that porosity and cavities in WPC's especially were decreased at 9 wt.% NC, whereas it is clear an inappropriate dispersion and aggregation of NC in WPC. The thermal stability of WPC's was slightly improved at 3 wt.% NC and the residual after combustion increased compared to the control.
    Keywords: Waste of boards, Recycled Polymer, nano-clay, Strength, thermogravimetry, SEM
  • امیرفرهنگ سروش، جعفر ابراهیم پور کاسمانی، سید رحمان جعفری پطرودی *
    هرساله حجم بسیار زیادی از کلش برنج پس از استحصال برنج به دلیل نبود استفاده مشخص سوزانده می شود، درحالی که امکان استفاده از این ضایعات برای تولید محصولاتی با ارزش افزوده زیاد با در نظر گرفتن مفهوم پالایش زیستی وجود دارد. این تحقیق با هدف بررسی استخراج سیلیس از کلش برنج Oryza Sativa var Indica به عنوان یکی از مهم ترین ضایعات کشاورزی و تعیین قابلیت های آن برای تولید نانوساختار سیلیس انجام گرفت. بعد از شست وشو، خشک کردن و آسیاب کردن نمونه ها، بعضی از آنها به صورت جداگانه در شرایط اسید شویی اسید سولفوریک و اسید کلریدریک با غلظت 5/0 مولار و به مدت 30 دقیقه (با هم زدن یکنواخت) قرار گرفتند. سپس مقدار سیلیس نمونه های اسید شویی شده و نمونه های بدون اسیدشویی در کوره با حرارت های 800،700،600،500 و900 درجه سانتی گراد به مدت دو ساعت اندازه گیری شد. نتایج طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس و فلورسانس پرتو ایکس، بیانگر وجود حداکثری سیلیس در خاکستر حاصل از کلش برنج بوده است. نتایج طیف سنجی ها نشان داد که درصد خلوص سیلیس در نمونه های با اسیدشویی، از نمونه های بدون اسیدشویی بیشتر است؛ این مقدار در نمونه های اسید کلریدریک بیش از 96 درصد بود. نتایج بررسی روبشی گسیل میدانی با میکروسکوپ الکترونی نیز متوسط اندازه نانوسیلیس کروی 30 نانومتر را برای نمونه های بدون اسیدشویی و کمتر از 12 نانومتر را برای نمونه های اسیدشویی شده تایید کرد.
    کلید واژگان: اسید سولفوریک, اسید کلریدریک, خاکستر, کلش برنج, نانوسیلیس
    A. F. Soroush, J. Ebrahimpour Kasmani, S. R. Djafari Petroudy *
    Annually huge amount of un-used rice straw after rice harvesting were burned due to no specific utilization. Whereas, based on the biorefinery concept there is possibility to use these agricultural residues for production of high value added products. So, this study was aimed to extract the silica from the rice straw (Oryza Sativa var Indica) as one of the important agro-industrial residues in the country and its capabilities for production of silica nanostructures based on the mentioned concept. After washing, drying and grinding of rice straw samples, some of them were separately leached with a hydrochloric acid and some ones with a sulphuric acid at concentration of 0.5 M for 30 min with constant stirring. Afterwards, the silica content of acid-leached and un-leached rice straw samples was measured in a muffle furnace with varying temperatures at 500,600, 700, 800 and 900°C for 2 h. The results were obtained from Energy Dispersive X-ray (EDX) and X-ray Fluorescence (XRF) demonstrated the maximum presence of silica into the rice straw ash. Two of aforementioned spectroscopy methods explored the higher content and purity of acid-leached rice straw samples in comparison to un-leached rice straw ones. The Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) images demonstrated that the prepared silica nanostructures had a spherical shape and their average particle sizes were 30 nanometer for un-leached rice straw samples and less than 12 nanometer for acid-leached ones.
    Keywords: : Ash, hydrochloric acid, rice straw, sulphuric acid, nanosilica
  • یعقوب مامی زاده، جعفر ابراهیم پور کاسمانی *
    در صنعت نساجی الیاف زیرشانه از لحاظ طول و قطر در محدوده ای قرار دارند که در صنایع خمیرکاغذ و به خصوص ساخت کاغذهای بادوام به عنوان ماده اولیه مناسب می توان استفاده نمود؛ بنابراین این تحقیق به منظور بررسی بهبود ویژگی های کاغذ بادوام ساخته شده از الیاف زیرشانه با استفاده از نانو الیاف سلولزی انجام شد. در این بررسی خمیرکاغذ الیاف زیرشانه و خمیرکاغذ شیمیایی وارداتی از یکی از کارخانه های تهیه کاغذ بادوام تهیه و به آزمایشگاه انتقال یافت. نانو الیاف سلولزی از شرکت نانو نوین پلیمر تهیه و در چهار سطح 0، 3/0، 6/0 و 9/0 درصد مصرف شد. پس از اختلاط خمیرکاغذ با نانو الیاف سلولزی در درصدهای مشخص، کاغذهای دست ساز 90 گرمی ساخته شد و در نهایت خواص فیزیکی و مکانیکی کاغذهای ساخته شده حاصل از خمیرکاغذهای مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش نانو الیاف سلولزی تا 9/0 درصد شاخص مقاومت کششی، شاخص مقاومت به ترکیدن، شاخص مقاومت به پاره شدن و مقاومت به تا شدن نسبت به نمونه شاهد به ترتیب 7/22، 9/38، 7/7 و 348 درصد افزایش یافت. با افزایش نانو الیاف سلولزی تا 9/0 درصد صافی سطح نسبت به نمونه شاهد، 9/7 درصد افزایش و تخلخل، و جذب آب نسبت به نمونه شاهد به ترتیب 69 و 9/7 درصد کاهش یافت. نتایج SEM نیز نشان داد با افزایش درصد نانو الیاف سلولزی خلل و فرج بسیار کمی مشاهده شد.
    کلید واژگان: نانو الیاف سلولزی, خمیرکاغذ شیمیایی وارداتی, کاغذ بادوام, الیاف زیرشانه, خواص فیزیکی و مکانیکی
    Yaghob Mamizadeh, Jafar Ebrahimpour Kasmani *
    In textile industry the bellow comb fibers are located in a range in terms of their length and diameter that it can be used as proper raw material especially in paper dough industries; therefore, present study tries to consider improvement of durable paper's properties made of cellulosic nanofibers. In this consideration, the below comb fiber of pulp and paper imported chemical pulp are prepared from a company that is producing durable papers and they were transferred to laboratory. Cellulosic nanofiber has been prepared from Nano Novin Polymer Co., and it has been consumed at 4 levels of 0, 0.3, 0.6 and 0.6%. After mixing pulp with cellulosic nanofiber at determined percentages, the handmade 90 g.m-1 papers were made and eventually physical and mechanical properties of these papers were evaluated. The results showed that enhancement of cellulosic nanofibers till 0.9% has led to enhancement of tensile strength, bursting resistance, tearing strength and folding strength comparing to control sample up to 22.7, 38.9, 7.7 and 384% respectively. Increasing the amount of cellulosic nanofibers up to 0.9% the surface smoothness has increased up to 7.9% comparing to control; moreover, water absorption and pores were reduced as 69 and 7.9% respectively. The SEM results showed that enhancement of cellulosic nanofiber percentage has led to reduction of pores.
    Keywords: cellulosic nanofiber, imported chemical pulp, durable paper, bellow comb fibers, Physical, Mechanical properties
  • جعفر ابراهیم پور کاسمانی، محمدرضا امیری مرگاوی، حمیدرضا رودی*
    در این تحقیق، سطح افزودن پرکننده کربنات کلسیم رسوبی به الیاف کرافت تیمارشده با روش لایه به لایه بررسی شد. برای این منظور، در گام اول آزمایش، الیاف کرافت با سه لایه نشاسته کاتیونی-نانوسیلیکای آنیونی- نشاسته کاتیونی تیمار شد. از الیاف تیمارنشده و تیمارشده، کاغذ دست ساز استاندارد با وزن پایه 3±60 گرم بر متر مربع تهیه شد. ارزیابی مقاومت ها نشان داد که با جذب سه لایه یادشده توسط الیاف کرافت، شاخص کششی کاغذ از N.m/g 96/23 به N.m/g 48/38، شاخص ترکیدن از kPa.m2/g 46/1 به kPa.m2/g 58/3 و شاخص پارگی کاغذ از mN.m2/g 14/9 به mN.m2/g 99/15 افزایش یافت. تصاویر SEM نیز ژلاتینی شدن سطح الیاف در اثر جذب نشاسته کاتیونی و توسعه سطح پیوندیافته بین الیاف را در شبکه الیاف تایید می کند. در گام دوم، پرکننده کربنات کلسیم رسوبی در سه سطح 5، 10 و 15 درصد به خمیر سه لایه تیمارشده کرافت اضافه شد و افت مقاومت ها با سطح مقاومت های خمیر تیمارنشده مقایسه و ارزیابی شد. شاخص کششی، شاخص ترکیدن و شاخص پارگی کاغذ با افزودن 10 درصد پرکننده به ترتیب N.m/g 01/24، kPa.m2/g 20/1 و mN.m2/g 49/9 اندازه گیری شد. براساس آزمون تجزیه واریانس، نتایج این بخش نشان داد که می توان تا حدود 10 درصد پرکننده کربنات کلسیم رسوبی به خمیر کرافت تیمارشده با روش لایه به لایه افزود. همچنین تصاویر SEM تهیه شده بیانگر ماندگاری پرکننده کربنات کلسیم و توزیع به نسبت یکنواخت آن در شبکه الیاف به خصوص در مناطق آغشته به نشاسته کاتیونی است.
    کلید واژگان: خمیر کرافت, شاخص کششی, کربنات کلسیم رسوبی, نانوسیلیکا, نشاسته کاتیونی
    Hamid Rudi *
    The main goal of this study was to explore the level of adding precipitated calcium carbonate (PCC) filler to the kraft fibers which treated by Layer-by-Layer (LbL) method. The kraft fibers treated by three layers of cationic starch-nanosilica-cationic. Then, the standard handsheets (60±3 g/m2) were made from untreated and treated fibers. The results showed that by using 3-layers treating of kraft fibers, tensile index was improved from 23.96 N.m/g to 38.50 N.m/g. In addition, the burst and tear index was increased from 1.46 kPa.m2/g to 3.58 kPa.m2/g and 9.14 mN.m2/g to 15.99 mN.m2/g respectively. Also, the SEM images illustrated the fibers surface gelation due to the cationic starch absorption and an improvement of bonded area in fibers network. Furthermore, the three levels of PCC filler (5, 10, and 15%) were added to the 3-layer treated kraft pulp and strengths loss was evaluated and compared to the untreated pulp. Tensile, burst, and tear index were measured and they were 24.01 N.m/g, 1.20 kPa.m2/g and 9.49 mN.m2/g respectively by adding 10% of filler. According to the ANOVA test, the results revealed that it is possible to add 10% of PCC filler to the kraft pulp which treated with LbL method. Furthermore, SEM images indicated the retention as well as relatively uniform distribution of the PCC filler in the fibers network particularly in the area which impregnated with cationic starch.
    Keywords: Kraft pulp, PCC, cationic starch, nanosilica, Tensile index
  • حمیدرضا رودی*، محمدرضا امیری مرگاوی، جعفر ابراهیم پور کاسمانی
    سابقه و هدف
    افزودن پرکننده های معدنی به خمیرکاغذ موجب بهبود کیفی برخی از ویژگی های مهم کاغذ می شود. اما به علت عدم امکان اتصال بین ذرات پرکننده با الیاف سلولزی و ممانعت از پیوندهای بین فیبری مقاومت های مکانیکی کاغذ کاهش می یابد. یکی از راهکارهای مهم جهت غلبه بر این محدودیت، اصلاح سطح الیاف سلولزی جهت بهبود قابلیت پیوند یابی آنها با سایر اجزاء موجود در شبکه کاغذ می باشد. در نتیجه می توان پرکننده را به شبکه تقویت شده الیاف افزود. تحقیقات اخیر نشان می دهد که روش نانوفناوری لایه به لایه روش خوبی برای اصلاح خواص الیاف سلولزی و بهبود کیفیت آن می باشد. در این تکنیک، الیاف سلولزی با ذرات یونی با بار مخالف در یک محیط واکنش قرار می گیرد و طی آن ذرات یونی عمدتا با جاذبه الکترواستاتیکی توسط سطح الیاف جذب می شود. در نتیجه مقاومت شبکه الیاف بطور قابل ملاحظه ای توسعه می یابد. لذا در این تحقیق، ابتدا الیاف خمیرکاغذ CMP با لایه نشانی سه لایه از نشاسته کاتیونی - نانوسیلیکای آنیونی - نشاسته کاتیونی تیمارشده و سپس پرکننده معدنی کربنات کلسیم رسوبی در سطوح مختلف به خمیرکاغذ تیمار شده اضافه شد. میزان توسعه مقاومت ها با تیمار لایه نشانی و افت آن با افزودن پرکننده کربنات کلسیم رسوبی موردارزیابی قرار گرفت تا سطح بکارگیری پرکننده در خمیر CMPتقویت شده محاسبه گردد.
    مواد و روش ها
    تیمار لایه نشانی الیاف خمیرکاغذ CMP بصورت یک در میان با استفاده از پلیمر نشاسته کاتیونی و نانوسیلیکای آنیونی انجام شد. برای تشکیل سه لایه متوالی، 500 میلی لیتر سوسپانسیون خمیر الیاف با خشکی حدود 53/0 درصد به مدت 10 دقیقه با محلول های نشاسته کاتیونی (% 5/1)- نانوسیلیکای آنیونی (% 05/0)- نشاسته کاتیونی (% 5/1) توسط همزن آزمایشگاهی بهم زده شد. سپس پرکننده کربنات کلسیم رسوبی در سه سطح 5، 10 و 15 درصد به خمیرکاغذ CMPسه لایه تیمارشده اضافه شد. از خمیرکاغذ تیمارنشده، تیمارشده و خمیرکاغذ تیمارشده حاوی پرکننده، کاغذهای دست ساز با وزن پایه g/m23±60 تهیه و خواص فیزیکی (ضخامت، دانسیته ظاهری و حجیمی) و ویژگی های مقاومتی (شاخص مقاومت به کشش، شاخص مقاومت به ترکیدن و شاخص مقاومت به پارگی) آن مورد مقایسه قرار گرفت. همچنین از نمونه های ذکرشده تصاویر الکترونی تهیه شد تا تغییرات در ساختار سطح الیاف و شبکه کاغذ مورد ارزیابی قرارگیرد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که با تیمار الیاف خمیرکاغذ CMP با روش لایه به لایه، تغییر معنی داری در خواص فیزیکی کاغذ ایجاد نمی شود. درصورتیکه این سیستم تاثیر قابل توجهی در توسعه مقاومت های کاغذ داشته است. ارزیابی ویژگی های مقاومتی کاغذ نشان داد که با تیمار سه لایه الیاف خمیرکاغذ CMP، شاخص کششی کاغذ از N.m/g54/28 (در الیاف تیمارنشده) به N.m/g18/39، شاخص ترکیدن از kPa.m2/g 36/1 به kPa.m2/g 68/2 و شاخص پارگی کاغذ از mN.m2/g 11/6 به mN.m2/g 12/11 افزایش یافت. در ریزنگار های الکترونی تهیه شده نیز ظاهر متفاوتی از سطح الیاف سه لایه تیمارشده نسبت به الیاف تیمار نشده مشاهده شده است که بیانگر افزایش ژلاتینی شدن سطح الیاف تیمارشده در اثر افزایش جذب نشاسته کاتیونی می باشد. که منجر به توسعه سطح پیوندیافته بین الیاف و افزایش مقاومتهای کاغذ می شود. با افزودن 10 درصد پرکننده PCC به این خمیرکاغذ؛ شاخص کششی، شاخص ترکیدن و شاخص پارگی کاغذ بترتیب N.m/g40/26، kPa.m2/g 79/1 و mN.m2/g 07/8 اندازه گیری شد. ریزنگار های الکترونی نیز تثبیت پرکننده PCC در شبکه الیاف CMP تیمارشده و پراکنش تقریبا یکنواخت آن را تایید می کند.
    نتیجه گیری
    تحلیل نتایج نشان داد در صورت تقویت خمیرکاغذ CMP با روش لایه به لایه مورداستفاده در این تحقیق، ویژگی های مقاومتی کاغذ بدون تغییر قابل ملاحظه خواص فیزیکی بهبود معنی داری می یابد. از نظر آماری، با افزایش مقاومت در خمیرکاغذ تیمارشده می توان تا 10 درصد پرکننده کربنات کلسیم رسوبی به آن اضافه نمود.
    کلید واژگان: خمیرکاغذ شیمیایی مکانیکی, کربنات کلسیم رسوبی, نشاسته کاتیونی, نانوسیلیکای آنیونی, لایه به لایه
    Hamidreza Rudi *
    Background And Objectives
    Addition of mineral fillers to the paper pulp results in improvement of some important paper properties. But the paper mechanical properties would decrease due to the impossibility of attachment between filler particle and cellulosic fibers and inhibition of fiber-fiber bonds. One of substantial approaches to overcome such restriction is to modify cellulosic fiber surface to improve their bonding-ability with other paper network fragments. Thus filler can be added to the reinforced fibers network. Recent researches show that nanotechnology layer-by-layer method is a good way for modifying the cellulose fibers characteristics and improving its quality. In this technique, cellulosic fibers and counter-ionic particles are placed in an interaction media. During the interaction, ionic particles are absorbed by fibers surface mainly via electrostatic absorption. Therefore the fibers network strength would improve considerably. In current research, CMP fibers was firstly treated with three layer of cationic starch - anionic nanosilica - cationic starch. Then PCC filler was added to the treated pulp in different levels. The extent of strengths improvement with layering treatment and the strength loss due to the PCC addition was evaluated in order to calculate the level of filler application in reinforced CMP pulp.
    Materials And Methods
    The layering treatment of CMP fibers was successively conducted using cationic starch polymer and anionic nanosilica. For three subsequent layers constitution, 500 ml pulp suspension with 0.53 consistency was mixed for 10 minutes with solutions of cationic starch (1.5 %) - anionic nanosilica (0.05 %) - cationic starch (1.5 %) applying laboratory mixer. Then PCC filler was added to the 3-layer treated CMP pulp in three levels of 5, 10, and 15 %. Handsheets with 60±3 g/m2 basis weight was prepared from untreated, treated, and treated pulp containing PCC filler; and their physical properties (thickness, apparent density, bulk) and mechanical characteristics (tensile index, burst index, tear index) have been compared. Also, SEM micrographs were prepared from the above samples to evaluate the variation of fiber surface structure and paper network.
    Results
    The results indicated that by treatment of CMP fibers with layer-by-layer method, there occurs no meaningful variation in paper physical properties. Whereas this system had considerable effect in paper strengths improvement. Evaluation of strength properties showed that by 3-layer treatment of CMP fibers, Tensile index of paper improved from 28.54 N.m/g (in untreated fibers) to 39.18 N.m/g, burst index from 1.36 kPa.m2/g to 2.68 kPa.m2/g, and tear index from 6.11 mN.m2/g to 11.12 mN.m2/g. Also, in prepared SEM micrographs a different appearance in 3-layer treated fibers surface compared to the untreated fibers; indicated an increase in gelatinization of treated fiber surface due to an increase in cationic starch absorption, results to improve the bonded surface between fibers and increase in paper strengths. By adding 10 % of PCC filler to this pulp, tensile index, burst index and tear index was measured 26.40 N.m/g, 1.79 kPa.m2/g, and 8.07 mN.m2/g respectively. Furthermore, SEM micrographs confirmed PCC filler retaining and its relative uniform distribution in the treated CMP fibers network.
    Conclusions
    Analysis of the results showed that by reinforcing CMP pulp with layer-by-layer method used in current research, paper strength characteristics increases considerably without significant increase in physical properties. From statistical viewpoint, with increasing of the strength in the treated CMP pulp, 10 % of PCC filler can be added to it.
    Keywords: CMP Pulp, PCC, Cationic Starch, Anionic Nanosilica, Layer-by-Layer
  • J. Ebrahimpour Kasmani, A. Samariha
    This study is investigates the effect of mechanical properties of CMP pulp treated with P.
    chrysosporium fungi. After preparing the fungi sample, provided chips of hornbeam were
    treated under 39°C and 65% relative humidity condition in three distinct time of 4 weeks and untreated sample as control. For preparation the CMP pulp from treated chips, pulping temperature were adjusted at 165°C, pulping time at 80 and 90 minutes, and 14 and 22 percent of chemicals charge (sodium sulphite) were used and the ratio of pulping liquor to chips were 7:1. Results showed that fungal treatment reduces fungal resistance indices as indexes of tensile, burst, tear strength and fold endurance.
    Keywords: Fungus, Phanerochaete chrysosporium BKM–1767, Chips Hornbeam, Tensile Strength, Tears Strength
  • J. Ebrahimpour Kasmani, A. Samariha, H. Jabbari
    This research was conducted to study the effect of mixing different contents of old corrugated container (OCC) pulp on mechanical properties of virgin neutral sulfite semi chemical (NSSC) pulp. The NSSC pulp was procured from Mazandaran Wood and Paper Industries Company. For the OCC pulp,old corrugated containers were collected throughout Sari city after removing printed and gluedparts or unwanted objects. Then, the containers were split by hand into similar small parts in order to prevent cutting of the fibers. Afterwards, the OCC pulp was prepared from them. Handsheet papers of 127 g/m2 base weight were prepared from mixing of the NSSC pulp with the OCC pulp in contents of 60, 70, 80 and 100%. Mechanical properties of the produced papers including tensile strength, burst strength, tearing strength and crushing strength were then compared with each other in corrugated case, while squeezing strength was evaluated in ring case using TAPPI standard. The obtained results indicated that increasing consumption of the OCC up to 30%, improves tensile strength, tear strength and burst strength of the handsheet papers significantly in comparison with the control sample (for 21, 25 and 59%, respectively).However, crushing strength in the corrugated case and squeezing strength in the ring case were degraded about 13 and 9%, respectively. The results of this study revealed that mixing 30% of the OCC with the NSSC could yield papers of higher quality.
    Keywords: NSSC, OCC, strength properties
  • J. Ebrahimpour Kasmani, M. Shkrbegei
    This study aimed to investigate the effect of nanoclay on physical, mechanical, optical properties and morphological characteristics of the paper from CMP pulp was performed. The amount of nanoclay in six levels of 0, 2, 4, 6, 8 and 10 percent and for retention of the cationic starch 1 percent of all pulps used. After the addition of additives, the handsheets was 60 g/m2 and the physical, mechanical, optical properties and morphological papers made was examined. The results showed that with the increase of nanoclay to 2% increase of the tensile strength and up to 10% reduced. With increasing nanoclay to 4% roughness increase and with 10% reduced. Decreasing trend in average tear strength, burst strength and brightness with nanoclay increasing to the level of 10% was observed. Uptrend in average air resistance, opacity and yellowness by increasing nanoclay the level of 10% was observed. SEM images showed that with increasing levels of nanoclay, somewhat coarse fibers by nanoclay pores are filled why increased air resistance. XRD results showed that the peak of the crystalline area disappeared and morphology of the intercalation formed.
    Keywords: CMP Pulp, Nanoclay, mechanical properties, optical properties, SEM
  • J. Ebrahimpour Kasmani, A. Samariha
    This study was to investigate the the effect of nano-cellulose on the strength of CMP pulp and paper was produced of it. In this study, in order to supply CMP pulp Mazandaran wood and paper mill was prepared. Nano-cellulose in five levels (0, 2, 4, 6 and 8 %) of handsheets of 60 g were made and eventually physical and mechanical properties produced manufactured paper and a level of control, was tested on handsheets paper. With increasing nanocellulose, tensile strength, burst strength, air resistance, brightness and whiteness than the control samples 10.9, 12.5, 23.6, 0.6, 3.5 and 6.8% incresed. With the increase of nanocellulose tear strength, roughness, opacity, compared to the control 10.4, and 11.1, 0.6 % decresed.
    Keywords: nanocellulose, mechanical properties, optical properties
  • جعفر ابراهیم پور کاسمانی، سعید مهدوی، احمد ثمریها
    این تحقیق با هدف بررسی تاثیر پوشش دهی سبک بر مقاومت ها و ویژگی های نوری کاغذ چاپ شرکت چوب و کاغذ مازندران انجام شد. دو رنگدانه معدنی نانورس و کربنات کلسیم رسوبی در درصدهای وزنی مختلف نسبت به لاتکس برای پوشش دهی به روش تیغه ای استفاده شد. از میکروسکوپ نیروی اتمی برای بررسی ساختار سطح کاغذ استفاده شد. همچنین، خواص مقاومتی و نوری کاغذهای شاهد و پوشش شده اندازه گیری شد. مقایسه این ویژگی ها نشان داد سطح کاغذ پوشش یافته با نانورس به دلیل زیادتر بودن سطح ویژه نانورس و تفاوت در شکل ذرات آن (صفحه ای)، در مقایسه با کربنات کلسیم رسوبی، از یکنواختی و صافی نسبتا خوبی برخوردار است. اختلاف معنی داری بین مقاومت های کاغذ، به جز سفتی کشش، وجود نداشت. زردی کاغذهای پوشش دهی شده سبک با نانورس تا حدود 20 درصد در مقایسه با شاهد کاهش یافت؛ درحالی که بین روشنی و ماتی کاغذهای پوشش دهی شده با نمونه شاهد، اختلاف معنی داری وجود ندارد.
    کلید واژگان: کربنات کلسیم رسوبی, مقاومت های کاغذ, میکروسکوپ نیروی اتمی, نانورس, ویژگی های نوری
    Jafar Ebrahimpour Kasmani, Saeed Mahdavi, Ahmad Samariha
    This study was conducted to investigate the low weight coating (LWC) effects on mechanical and optical properties of printing papers produced by Mazandaran Wood and Paper Industries Co. (MWPI). Two mineral pigments including nanoclay and precipitated calcium carbonate (PCC) were applied by blade coating method in different weight percentages of latex. Surface structure of coated paper was characterized by atomic force microscopy (AFM). Also، mechanical and optical properties of coated paper and control were measured. Comparison of the characteristics showed that surface of coated paper with nanoclay had better uniformity and smoothness than PCC due to higher specific area and plate form shape. There were no significant differences among the paper strength except tensile stiffness. Yellowness of the LWC paper with nanoclay decreased by approximately 20% compared to the control، whereas there were no significant differences among of brightness and opacity of LWC paper and control.
    Keywords: Coating, Atomic Force Microscope, precipitated calcium carbonate, nanoclay, mechanical, optical properties
  • جعفر ابراهیم پورکاسمانی، سعید مهدوی، احمد ثمریها
    در این مطالعه، بهبود ویژگی های چاپ پذیری کاغذ چاپ به وسیله پوشش لاتکس همراه با دو نوع پرکننده معدنی شامل نانورس در دو سطح و کربنات کلسیم رسوبی در چهار سطح بررسی شد. تصاویر میکروسکوپ روبشی (SEM) گویای پر شدن نسبی حفرات و پوشش کاغذ پایه می باشند. تفاوت رفتار رئولوژی پوشش حاوی دو نوع رنگدانه پوششی و گرانروی آنها کاملا مشهود بوده که از نظر کاهش هزینه های آماده سازی کربنات کلسیم ارجح است. نتایج نشان داد که پوشش سطح کاغذ چاپ موجب زی، و ب آب شده که در نتیجه پی و ت اد آن در پ ا رول د می یابد. همچنین پوشش سطحی کاغذ با سطح احتمال 1% موجب افزایش معنی داری در براقیت و چگالی چاپ شده است. مشاهده ظاهری کاغذهای چاپ شده نشان داد که بهترین کیفیت چاپ مربوط به کاغذهای پوشش یافته با کربنات کلسیم است. در هیچ یک از کاغذهای پوشش یافته، پدیده کنده شدن سطح کاغذ برخلاف نمونه شاهد اتفاق نیفتاد که اهمیت زیادی پس از چاپ و ایجاد پرز بر روی نوردهای چاپ دارد.
    کلید واژگان: میکروسکوپ روبشی, کربنات کلسیم رسوبی, نانو رس, کنده شدن سطح, چاپ پذیری
    J. Ebrahimpour Kasmani*, S. Mahdavi, A. Samariha
    In this study, wood containing printing paper was coated by latex with nanoclay and PCC loading for printing improvement at two and four levels, respectively. Scanning electron microscope images confirm partial filling and covering of cavities on the surface of base paper by the coating. Rheological behavior and viscosity of two types of color pigment are quite different and PCC would be better because of lower preparation costs. Results showed that the printing paper coating reduced roughness, porosity and water absorption, so printability and dimensional stability of paper would improve in web offset printing. There is significant difference between gloss and print density of coated paper and control at α= 0.01. Apparently, coated paper with PCC showed better print quality than the control. Printing with IGT tester revealed that no picking occurred on coated paper contrary to the control that could be critical for print quality and linting problem on the press rolls. J. Color Sci. Tech. 7(2014), 265-274©. Institute for Color Science and Technology.
    Keywords: SEM, PCC, Nonoclay, Picking, Printability
  • J. Ebrahimpour Kasmani, M. Talaeipour, A. Hemmasi, A. Samariha
    In this study, CMP pulp yield and refining energy consumption of treated pulp affected by the fungus Phanerochaete chrysosporium BKM - 1767 were evaluated and compared with control samples. After preparing fungal specimens, hornbeam chips were treated at three levels 1, 2 and 4 weeks under temperature 39oC with relative humidity 65%. For preparing CMP pulp from treated chips, Production conditions were as follows: cooking temperature 165oC, cooking time (80 and 90 minutes), the percentage of sodium sulfite chemicals: 14%, 18%, 22% in comparison to the cooking liquid to chips which was 7 to 1. The results showed that treated wood, rate of output has decreased. In comparison to the control group. The reduction for treatments for the weeks 1, 2 and 4 was about 1.64, 2.84, and 6.20 percent respectively. Furthermore, increasing the consumption of chemicals has increased the yield, which actually increased the severity of reactions compression yield after cooking. The results of refining showed increasing the fungal treatment period caused easier refining and less consumed energy so that the week 4 treatment caused 40% reduction in refining energy.
    Keywords: Fungus, Chips hornbeam, Yield, Refining, Chemical Mechanical Pulping
نمایش عناوین بیشتر...
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال