Вплив циклічності перероблення напівфабрикатів із деревини павловнії на показники міцності паперу для гофрування
DOI:
https://doi.org/10.20535/2617-9741.2.2024.307364Ключові слова:
волокнисті напівфабрикати, павловнія, папір для гофрування, ороговіння, цикли перероблення, показники міцностіАнотація
Папір для гофрування є складовою частиною гофрованого картону, що відіграє важливу роль у формуванні показників міцності і його виробництво в останнє десятиліття входить до найбільш розвинених секторів світової целюлозно-паперової промисловості.
У статті науково-обґрунтовано відмінності між первинними та повторно переробленими волокнами, а також дано пояснення суті «незворотного ороговіння» волокна.
У роботі досліджено використання листяних напівфабрикатів, отриманих із деревини павловнії лужно-сульфітним та натронним способами для виготовлення паперу для гофрування з вивченням потенціалу повторного його перероблення. Отримано закономірності зниження показників міцності паперу зі збільшенням циклів перероблення, що пояснюється незворотнім ороговінням. Показано, що використання волокнистих напівфабрикатів, отриманих лужно-сульфітним способом у папері забезпечує значення міцності за всіма показниками для марок Б-2 та Б-3 після чотирикратного перероблення даних волокон. Слід наголосити, що за показником абсолютного опору продавлюванню паперу отримані значення забезпечують норми найвищої марки Б-0 після трикратного циклу перероблення.
Отриманими даними щодо повторного перероблення паперу із натронних ВНФ показано, що найбільше зниження показників механічної міцності спостерігається після першого циклу перероблення, особливо абсолютного опору продавлюванню. Однак після другого циклу перероблення за даним показником зберігається запас міцності, якого вистачає для норм марки Б-2 та Б-3. Після п’ятикратного перероблення такого паперу показники міцності зберігаються майже на 50 % від початкових, на противагу для лужно-сульфітних – після чотирикратного перероблення потенціал складає приблизно одну третю.
Мікрофотографіями поверхні паперу та зміною структури волокон від кількості циклів перероблення підтверджено отримані у ході дослідження закономірності.
Посилання
Production volume of paper and paperboard worldwide from 2010 to 2022, by type (in 1,000 metric tons). New York, 2024. URL: https://www.statista.com/statistics/270317/production-volume-of-paper-by-type/ (дата звернення: 15.03.2024).
Paper-based food packaging at the centre of Europe’s waste crisis, new report reveals. Brussels, 2023. URL: https://eeb.org/paper-based-food-packaging-at-the-centre-of-europes-waste-crisis-new-report-reveals/ (дата звернення: 15.03.2024).
Oliveira de D.M., Bomfim de A.S.C., Benini K.C.C.d.C., Cioffi M.O.H., Voorwald H.J.C., Rodrigue D. Waste paper as a valuable resource: an overview of recent trends in the polymeric composites field // Polymers. 2023. Vol. 15(2), Issue 426. P. 1 – 24. doi: 10.3390/polym15020426.
Making energy consumption in the pulp and paper industry sustainable and future-proof. Billingstad, 2023. URL: https://energy-nest.com/energy-consumption-pulp-paper-industry/ (дата звернення: 15.03.2024).
Blechschmidt I., Vogel I. Zur Bestimmung des Wasserruckhatenvermogen von Farstoffen // Zellstoff und Papier. 1981. Ausg. 1(30). S. 24 – 25.
Blechschmidt I., Vogel I. Morphologische und chemicshe Eigenschaften von Altparstoffen // Zellstoff und Papier. 1981. Ausg. 2. S. 113 – 118.
Jayme G., Büttel H. Concerning the determination and meaning of waterretention value of various bleached and unbleached cellulosic pulps // Wochenblatt für Papierfabrikation. 1968. Issue 96(6). P. 180 – 187.
Howard R.C. The effect of recycling on paper technology // Paper Technology. 1991. Issue 32(4). P. 20 – 25.
Howard R.C., Bichard W.J. The basic effect of recycling on pulp properties // Journal of Pulp and Paper Science. 1992. Issue 18(4). P. 151 – 159.
Nazhad M.M. Recycled fiber quality – A review // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2005. Issue 11(3). P. 314 – 329.
Scallan A.M., Tydeman A.C. Swelling and elasticity of the cell walls of pulp fibres // Journal of Pulp and Paper Science. 1992. Issue 18(5). P. 188 – 193.
Čabalová I., Kačík F., Geffert A., Kačíková D. The effects of paper recycling and its environmental impact // Environmental Management in Practice. 2011. P. 329 – 350. doi: 10.5772/23110.
Page D.H. The beating of chemical pulps – The action and the effects // Papermaking Raw Materials. Symposium. 1989. Vol. 1. P. 1 – 37.
Sinke R.J., Westenbroek A.P.H. How to deal with the effects of recycling? // Paper and Board: 8th Pira Paper Recycling Technology Conference. (Prague, Czech Republic, 1718 February 2004). Prague, 2004.
Ruvo A.D., Htun M. Fundamental and practical aspects of paper-making with recycled fibers // The Role of Fundamental Research in Paper Making / J. Brander (ed.). London: Mechanical Engineering Pub., Ltd., 1983. Vol. 1. P. 195 – 225.
Weise U., Paulapuro H. Relation between fiber shrinkage and hornification // Das Papier. 1996. Issue 50(6). P. 328 – 333.
Ackerman Ch., Göttsching L., Pakarinen H. Papermaking potential of recycled fiber // Recycled Fiber and Deiking. Papermaking Science and Technology / L. Göttsching, H. Pakarinen (eds.). Jyväskylä, 2000. Ch. 10. P.358 – 438.
Geffertová J., Geffert A. Recycling of the Hardwood Kraft Pulp // Material Recycling – Trends and Perspectives. 2012. P. 265 – 298. doi: 10.5772/33080.
Технологія недеревних волокнистих напівфабрикатів : підручник для студ. спеціальності 161 «Хімічні технології та інженерія», освітньо-професійної програми «Промислова екологія та ресурсоефективні чисті технології» / Черьопкіна Р.І., Трембус І.В., Дейкун І.М., Барбаш В.А. Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. 231 с.
TAPPI T 222. Acid-insoluble lignin in wood and pulp. Atlanta, GA: TAPPI Press, 2021.
TAPPI/ANSI T 412. Moisture in pulp, paper and paperboard. Atlanta, GA: TAPPI Press, 2022.
ДСТУ EN ISO 7263:2017. Папір для гофрування. Метод визначення опору площинному стисненню після лабораторного гофрування (EN ISO 7263:2011, IDT; ISO 7263:2011, IDT). Вид. офіц. Київ: Технічний комітет стандартизації «Продукція целюлозно-паперової промисловості» (ТК 37), 2017. 18 с.
ДСТУ ISO 2759:2007 (ISO 2759:2001, IDT). Картон. Визначення опору продавлюванню. Вид. офіц. Київ: Держспоживстандарт України (ТК 37), 2007. 12 с.
ДСТУ 2334-93 (ГОСТ ИСО 1924/1-96). Папір та картон. Визначення міцності під час розтягування. Частина 1. Метод навантажування з постійною швидкістю. Вид. офіц. Київ: Держспоживстандарт України (ТК 37), 1997. 16 с.
TAPPI T 824 cm-23. Fluted edge crush of corrugating medium (flexible beam method). Atlanta, GA: TAPPI Press, 2023.
ISO 9895:2008. Paper and board. Compressive strength. Short-span test. Geneva: International Organization for Standardization, 2008.
ДСТУ 7798:2021. Папір для гофрування. Технічні умови. Вид. офіц. Київ: Технічний комітет стандартизації «Продукція целюлозно-паперової промисловості» (ТК 37), 2021. 17 с.
Барбаш В.А., Остапенко А.А. Влияние степени набухания волокон на физико-механические показатели бумаги // Упаковка. 2014. № 5. С. 29 – 32.
Денисенко А.М., Черьопкіна Р.І. Використання лужно-сульфітного способу для перероблення деревини павловнії // Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки. 2023. № 4(34). С. 169 – 175.
Jayme G., Mohrberg W. Quellungsmessungen an ligninhaltigen Holocellulose // Das Papier. 1949. Ausg. 3. P. 153 - 159.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Романія Іванівна Черьопкіна, Анна Миколаївна Денисенко, Світлана Юріївна Яценко, Олександр В’ячеславович Кушмітько
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
