در این مقاله به تشریح روش های نوین افزایش خاصیت نفوذپذیری و ضد آب شدن چسب نشاسته در صنعت کارتن سازی خواهیم پرداخت.
چسب نشاسته عامل اصلی برای چسباندن لایه های کاغذ در تولید مقواهای کنگره‌ای است که در اصل از امتزاج چهار ماده آب، نشاسته، سود سوزآور (NaOH) و بوراکس (Na₂[B₄O₅(OH)₄].8H₂O) تشکیل می‌شود.
عوامل مؤثر در کیفیت این نوع چسب مقدار ماده خشک مورد استفاده، دمای مراحل ساخت، نقطه ژله شدن و ویسکوزیته نهایی محلول هستند.
چسب ساخته شده، در مراحل تولید در بین لایه های کاغذ مصرفی قرار گرفته و با نفوذ تدریجی در بین مولکول‌های کاغذ با از دست دادن رطوبت خشک‌شده و تحت قاعده پیوند هیدروژنی موجب چسبیدن لایه‌های کاغذ به همدیگر می‌شود.
بدیهی است هر چقدر تعداد پیوندها بیشتر باشد شدت چسبندگی نیز بیشتر خواهد بود، اکنون باید توجه داشت این چسبندگی در مواجه با رطوبت آسیب‌پذیر بوده و همان‌گونه که با از دست دادن رطوبت خواص چسبنده پیدا کرده است با جذب رطوبت مجدداً قوای چسبندگی خود را از دست داده و در نهایت لایه‌های کاغذ نیز از هم گسسته خواهند شد.
باید توجه داشت درصد مواد جامد در زمان ساخت چسب یا کاغذهای دارای الیاف سلولزی بکر با دارا بودن خاصیت جذب آب (cobb) پائین در این روند تأثیرگذار خواهند بود ولی در نهایت در مقابل رطوبت تسلیم شده و لایه‌های کاغذ از هم گسسته خواهند شد.
این پدیده مشکل اساسی صنعت کارتن‌سازی بوده و در اصل یکی از دغدغه‌های اصلی تولیدکنندگان کارتن برای محصولات صادراتی سردخانه‌ای مانند میوه و لبنیات است.
باید به این مهم توجه داشت امروزه به علت قیمت بالای کاغذ با الیاف سلولزی بکر، کارخانجات کارتن سازی به مصرف کاغذهای بازیافتی روی آورده‌اند تا بتوانند سهمی در بازار صادرات برای خود کسب کنند و از آنجا که برای بالا بردن خواص مقاومتی کاغذ بازیافتی و تقویت سطح آن از انواع مواد شیمیایی استفاده می‌شود طبیعتاً سطح آن در مقابل چسبندگی با چسب‌های عادی نشاسته از خود مقاومت نشان می‌دهد چراکه میزان جذب سطحی کاغذ پایین بوده و چسب‌های نشاسته عادی قادر به چسبانیدن این سطوح نخواهند بود و ضایعات خارج از قاعده و اقتصادی نبودن عملیات را در پی خواهد داشت و اینجاست که اهمیت روش‌های نوین ساخت چسب از نشاسته پدیدار می‌شود.
این روش با بهره‌گیری از یک سری افزودنی‌های پلیمری خاص با پایه گیاهی محقق می‌شود که اصلی‌ترین رسالت آن عدم جذب مجدد رطوبت توسط چسب خشک‌شده تحت فرآیند تولید کارتن است که از ثمرات آن می‌توان سرعت چسبندگی، افزایش سرعت تولید، افزایش مقاومت فیزیکی کارتن علاوه بر نفوذناپذیری در قبال رطوبت در محیط‌های رطوبتی را نام برد.
ماده اصلی در این فرآیند با نام اختصاری P.V.B.A-G حاصل از امتزاج صمغ نوعی درخت با چند ماده شیمیایی دیگر است که موجب افزایش خاصیت نفوذپذیری چسب حتی در سخت‌ترین کاغذها (حتی با الیاف سلولزی بکر) با مقاومت بالا در مقابل نفوذپذیری است و ضمن بالا بردن سرعت خشک شدن چسب، مقاومت فیزیکی بسیار بالایی به کارتن تولیدی می‌بخشد. بدیهی است مصرف این مکمل در روند ساخت چسب اقتصادی بودن و بالا رفتن سرعت تولید را به همراه خواهد داشت.
در واقع رسالت اصلی این مکمل کمک به نفوذ بیشتر و سریع‌تر چسب در کاغذ یا مقوایی با cobb خیلی پایین است
بهره‌برداری از این مکمل بسته به نیاز و نحوه تولید قابل‌تعریف و تنظیم بوده و توان مانور تولیدکننده در انواع تولید را به‌طور چشمگیر افزایش می‌دهد.
مشکل دیگری که تولیدکنندگان کارتن برای محصولات سردخانه‌ای در مواجهه با رطوبت را آزار می‌دهد پدید آمدن مشکلات مقاومتی پس از اندکی ماندن در محیط مرطوب است؛ در حالت فعلی تنها راه مقابله با آن بهره‌گیری از کاغذ با الیاف سلولزی بکر و یا سلفون‌کشی پس از تولید است که هزینه چشمگیری در پی داشته و عملاً هم‌وطنان تولیدکننده کارتن در کارزار موجود در بازار رقابتی منطقه را ناکام می‌گذارد.
بیشتر بخوانید: بسته بندی کارتنی و مقوایی بجای پلاستیک
برای فائق آمدن بر این مشکل مکمل گیاهی دیگری تدارک دیده شده است که در زمان تولید چسب نشاسته به کار گرفته شده و مقاومت کاغذ در محل تماس با چسب نشاسته را افزایش داده و در نفوذ رطوبت در این نقطه و از هم گسستن مولکول‌های کاغذ در اثر جذب رطوبت را غیرممکن می‌سازد.
نام اختصاری این مکمل P.V.B.D-P بوده و عملاً عامل چشمگیر در مقاومت فیزیکی کارتن تولیدی در محیط‌های بسیار مرطوب است.
نحوه حصول اطمینان از عملکرد این دو مکمل گیاهی (P.V.B.A-G و P.V.B.A-P) تست کوئیک است که عمومی‌ترین روش سنجش مقاومت کارتن در قبال رطوبت محسوب می‌شود.
شرایط تست به این روش است که کارتن تولید شده، با ابعاد مشخص و تعریف شده برش داده شده و در آب ۵۰ درجه سانتی‌گراد غوطه‌ور می‌شود؛ زمان جدا شدن لایه‌های کاغذ تشکیل‌دهنده کارتن، مقاومت آن در مقابل رطوبت را نشان می‌دهد.
عموماً کارتن‌های تولیدی با چسب نشاسته عادی در عرض ۲ تا ۳ دقیقه تحلیل رفته و لایه‌های تشکیل‌دهنده آن شروع به جدا شدن از همدیگر می‌کنند ولی لایه‌های کارتن تولیدی با چسب نشاسته ساخته شده با مکمل‌های P.V.B.D-P و P.V.B.A-G حتی پس از گذشت یک ساعت نیز از هم جدا نشده و همچنان به همدیگر پیوسته خواهند بود. افزایش خاصیت نفوذپذیری
بهره‌گیری از این مکمل‌ها ضمن پدید آوردن تحولی شگرف در صنعت کارتن‌سازی پائین آوردن هزینه‌های تولید و بالا بردن توان رقابت با تولیدکنندگان کشورهای همسایه را به همراه خواهد داشت.
نویسنده: اسماعیل برادری کارشناسی ارشد شیمی
۱۲۳۴۵.baradari@gmail.com
