ورق سازی | از خمیر کاغذ تا ورق سازی

از اهمیت مقوا در زندگی روزمره تا ورق سازی

این احتمال وجود دارد که حتی همین امروز از مقداری مقوا استفاده کرده باشید بدون اینکه حتی به این موضوع فکر کرده باشید. حتی اگر همین امروز از مقوا استفاده نکرده باشید قطعا از محصولی استفاده کرده‌اید که درون یک باکس مقوایی بسته‌بندی شده باشد یا در مرحله‌ای در کارتن‌های کنگره حمل شده باشد. با این اوصاف آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که مقوا چیست؟ یا چگونه ساخته می‌شود؟ در این مقاله قرار است کمی بیشتر با مقوا و فرایند تولید آن آشنا شویم.

ریشه‌های تولید مقوا به کجا برمی‌گردد

با وجود سردرگمی‌هایی که در مورد ملیت Carl. F. Dahl وجود دارد ولی چیزی از اقدام بزرگی که انجام داده کم نمی‌شود. شیمیدان کارل. F. Dahl (سوئدی یا آلمانی) همان کسی بود که فرآیند خمیر کردن چوب را توسعه داد و بعداً در فرآیند ساخت کاغذ مورد استفاده قرار گرفت. او این توسعه را «فرایند کرافت» نامید، اصطلاحی که هنوز در عصر حاضر پابرجاست. جالب است که کلمه آلمانی “Kraft” در این زبان به معنای قدرت به کار می‌رود. فرایند کرافت، روش پیشرفته‌ای است که نام آن به دلیل ماهیت قوی و مستحکم محصول تکمیل شده، انتخاب شده است.

در فرایند کرافت، تراشه‌های چوب به ورق‌هایی تبدیل می‌شوند تا به اندازه کافی قوی باشد که شکافته یا پاره نشود. همچنین گفته می‌شود این عمل سودازدایی هم انجام می‌دهد، اما با توجه به اینکه سولفات سدیم ماده شیمیایی اولیه‌ای است که به جای هیدروکسید سدیم برای یک مشروب پخت و پز استفاده می‌شود. این فرآیند اکنون از nat استفاده می کند.

خمیر کاغذ چیست

قبل از پرداختن بیش از حد به جزئیات، بهتر است بدانیم خمیر کاغذ چطور تولید می‌شود و اساسا خمیر کاغذ یعنی چه؟

خمیر کاغذ ماده‌ اساسی و اولیه در فرآیند تولید کاغذ و مقوا است. این ماده عمدتاً از الیاف سلولزی تشکیل شده است که از منابع مختلف طبیعی مانند چوب، گیاهان غیرچوبی (مانند نی، کنف، بامبو) یا کاغذهای بازیافتی به دست می‌آید. خمیر کاغذ به عنوان ماده‌ای نیمه‌جامد یا مایع در مراحل اولیه تولید کاغذ استفاده می‌شود. تولید خمیر کاغذ شامل چندین مرحله است که با توجه به نوع مواد اولیه و روش مورد استفاده، ممکن است متفاوت باشد. دو روش اصلی برای تولید خمیر کاغذ عبارتند از:

1- روش‌های مکانیکی

در این روش، چوب یا سایر مواد اولیه به‌صورت مکانیکی خرد شده و الیاف از آن جدا می‌شوند. این روش باعث حفظ بیشتر مواد لیگنین (چسب طبیعی میان الیاف) می‌شود، اما کاغذ تولیدی معمولاً کیفیت و دوام کمتری دارد. خمیر حاصل از این روش برای تولید کاغذهای ارزان قیمت مانند روزنامه استفاده می‌شود.

2- روش‌های شیمیایی

در این روش، از مواد شیمیایی مانند سولفات یا سولفیت برای جدا کردن الیاف سلولزی از لیگنین استفاده می‌شود. این فرآیند کیفیت بالاتری از خمیر کاغذ را تولید می‌کند که برای تولید کاغذهای مرغوب و مقاوم به کار می‌رود.

انواع خمیر کاغذ

خمیر چوب سخت: از درختان پهن‌برگ با الیاف کوتاه تولید می‌شود و برای کاغذهای نرم و نازک مناسب است. درختان چوب سخت معمولا دارای الیاف کوتاه‌تری هستند که کاغذ ضعیف‌تری تولید می‌کنند، اما این باعث می‌شود که سطح صاف‌تر و مات‌تر نیز تولید شود که معمولا برای چاپ مناسب‌تر است.
خمیر چوب نرم: از درختان سوزنی‌برگ با الیاف بلند تولید می‌شود و کاغذهای مقاوم‌تر ایجاد می‌کند. درختان چوب نرم مانند کاج و صنوبر دارای الیاف طولانی‌تر و قوی‌تر هستند که باعث ایجاد استحکام در کارتن‌های کنگره می‌شود.
خمیر بازیافتی: از کاغذهای مصرف‌شده بازیافت می‌شود و برای تولید مقوا و کاغذهای معمولی استفاده می‌گردد.
خمیر گیاهی: از گیاهانی مانند نی، بامبو و کاه تولید می‌شود و معمولاً در مناطقی که چوب کم‌یاب است، کاربرد دارد.

برای ساخت خمیر کاغذ در ابتدا یک کارخانه صنعتی بزرگ چوب، خرده چوب و سایر محصولات چوبی را با استفاده از کرافت یا سایر فرآیندها به خمیر تبدیل می‌کند. از الیاف هر گیاه یا درختی می‌توان برای تولید کاغذ استفاده کرد، با این حال، استحکام و کیفیت این الیاف در بین گونه‌های درختی متفاوت است. در بخش انواع خمیر کاغذ در این باره بخوانید. خمیر کاغذ نه تنها از چوب تولید می‌شود، بلکه می‌تواند به روشی سازگار با محیط زیست با بازیافت خرده‌های چوب و براده‌های باقی مانده از ضایعات کارخانه‌های الوار تولید شود.

هدف از فرآیند خمیرسازی، تجزیه ساختار منبع الیاف به الیاف آماده برای تبدیل به خمیر کاغذ است. برای دستیابی به این هدف، الیاف از طریق یکی از دو فرآیندی که برای تولید خمیر استفاده می شود قرار می گیرند. این دو فرآیند خمیرسازی مکانیکی یا خمیرسازی شیمیایی (که در غیر این صورت به عنوان کرافت شناخته می شود) است.

همانطور که قبلاً خوانده اید، فرآیند شیمیایی شامل پختن براده های چوب در محلول سولفات برای هضم چوب است. هر دو سولفات و سولفیت می‌توانند برای جدا کردن الیاف از لیگنین استفاده شوند که ماده‌ای مانند چسب طبیعی است و الیاف را به هم می‌چسباند.

خمیرسازی شیمیایی لیگنین را به مولکول‌های کوچک محلول در آب تجزیه می‌کند که می‌توانند بدون تضعیف الیاف شسته شوند. نتیجه فرآیند شیمیایی یا به رنگ قهوه‌ای تیره است یا می‌توان آن را در حین عمل سفید کرد و در نتیجه کرافت سفید ایجاد کرد. با این حال، خمیرسازی مکانیکی شامل آسیاب کردن کنده‌های پوسته‌زدایی شده در برابر سنگ‌های گردان یا چرخ‌های دیسکی است تا الیاف را شکسته و خمیر را بسازد. خمیرسازی مکانیکی یک راه حل کم هزینه است که خروجی بالاتری ایجاد می کند.

با توجه به اثرات زیست محیطی، بسیاری از محصولات در حال حاضر از کاغذ‌های باطله و بازیافتی ساخته می‌شوند. در ابتدا کاغذ خرد می‌شود و همان فرآیند شیمیایی اعمال خواهد شد تا کاغذ دوباره به خمیر تبدیل شود و هر بار که بازیافت می‌شود میزان سختی آن کمتر می‌شود.

فرایند تبدیل خمیر کاغذ به شیت یا ورق در فرایند ورق سازی

حالا که با فرایند تولید خمیر کاغذ آشنا شدیم می‌توانیم وارد مرحله بعدی شویم. این مرحله تبدیل خمیر کاغذ به شیت و ورق است. همانطور که قبلا ذکر شد، یک کارخانه کاغذ، خمیر را برای بخش بعدی فرآیند تولید کاغذ برون سپاری می‌کند (مگر اینکه کارخانه یکپارچه باشد و همه مراحل تولید از صفر تا صد ورق سازی و کارتن سازی در یک کارخانه انجام شود). کارخانه‌های کاغذسازی می‌توانند یک دستگاه کاغذ یا چندین دستگاه داشته باشند که یک یا انواع گریدهای کاغذ را تولید کنند. فرآیند تولید کاغذ بدون توجه به نوع کاغذ تولید شده یا اندازه دستگاه یکسان است.

قبل از اینکه خمیر را بتوان به محصول نهایی کاغذ تبدیل کرد، باید فرآیندی به نام پرس و خشک کردن هم باید صورت بگیرد. در همین مرحله است که مواد دیگری همچون گچ و خاک رس را هم می‌توان اضافه کرد که بر میزان تیره شدن رنگ محصول نهایی تأثیر می‌گذارد. میران اضافه شدن مواد دیگر به خمیر اصلی بر نحوه واکنش جوهرها با کاغذ تأثیر می‌گذارد، پس انتخاب میزان این مواد بستگی به استفاده مورد نظر از کاغذ دارد.

برای اینکه پس از آن خمیر به کاغذ تبدیل شود، خمیر به یک ماشین خودکار بزرگ، اغلب Fourdrinier، وارد می‌شود. این دستگاه دارای یک تسمه مشبک متحرک است که بر روی آن خمیر کاغذ از طریق غلتک‌ها فشرده می‌شود تا آب تخلیه شود در حالی که یک دستگاه مکش در زیر آن آب اضافی را تخلیه می‌کند. مرحله بعدی این است که کاغذ تقریباً ساخته شده بین غلتک‌های که با پتوی خط ورق سازی فشار داده می‌شود و سپس از یک سری استوانه‌های گرم شده با بخار عبور می‌کند تا آب باقیمانده خارج شود.

Corrugator چیست؟

به عبارت ساده، مجموعه‌ای از ماشین‌هایی که در یک خط تولید برای چسباندن سه (یک جداره استاندارد)، پنج یا هفت ورق کاغذ طراحی شده‌اند که شیت‌ها (ورق های) موجدار یک، دو یا سه جداره را شکل می‌دهند، Corrugator نامیده می‌شوند. این ماشین‌ها یک سیستم به هم پیوسته هستند که به صورت انبوه برای تولید شیت‌های کارتن کنگره در خط تولید ورق سازی استفاده می‌شوند. این سیستم به روش‌های زیر کار می‌کند. ابتدا، قرقره‌های کاغذ وارد Corrugator می‌شوند، جایی که در این مرحله، کاغذ قبل از وارد شدن به سینگل فیسر با گرما و بخار خنک می‌شود.

سینگل فیسر در خطوط ورق‌سازی قسمتی از Corrugator است که با ایجاد یک سری کنگره کاغذ را به فلوت تبدیل می‌کند. این کنگره‌ها توسط غلتک‌های چرخان بزرگ با پروفیل موج‌دار ایجاد می‌شوند که شیارهایی را در کاغذ کنگره ایجاد می‌کند. پروفیل‌های مختلفی برای هر یک از انواع فلوت وجود دارد. در مرحله بعدی باید توسط چسب لاینر به فلوت چسبانده شود. قسمت بعدی تولید ورق سازی، بخشی از دستگاه به نام دبل فیسر است.

دستگاه دبل فیسر در فرآیند تولید مقوای کنگره‌ نقش مهمی ایفا می‌کند و برای گرم کردن، خشک کردن و شکل‌دهی به این نوع مقوا به کار می‌رود. دبل فیسر از دو بخش اصلی تشکیل شده: یک بخش برای خشک کردن و شکل‌دهی و بخش دیگر شامل سیستم محرکه اصلی است. سیستم محرکه نیز وظیفه دارد کمربند پنبه‌ای را به حرکت درآورد و مقوا را برای پیشروی و تکمیل فرآیند به جلو هدایت کند.

مختصر و مفید

صنعت ورق سازی و خطوط تولید ورق سازی یکی از صنایع مهم و اساسی در تولید کارتن و در مرحله بعد بسته بندی به شمار می‌روند. بسیاری از صنایع دیگر به طور مستقیم و غیرمستقیم به این صنعت وابسته هستند. علاوه بر مصارف صنعتی، مصارف خانگی و بیزینس‌های‌ کوچک هم به نوعی به این صنعت وابسته‌اند. آسان برش به دلیل همپوشانی صنایع ورق سازی، کارتن سازی، بسته بندی محصولات متنوعی را در این صنایع تولید و تامین می‌کند.

همین موضوع باعث شد این مقاله برای شما عزیزان نوشته شود. امیدواریم در اطلاع رسانی و اشتراک‌گذاری مقالات آسان برش با علاقمندان و فعالان این صنایع همکاری کنید.