ویژگی‌ها و‌اجزای تشکیل دهنده کاغذ
کاغذ یک رکن مهم و اساسی، در فرآیند چاپ به شمار می‌رود که با توجه به ویژگی‌های خاص خود نقش عمده و تعیین‌کننده‌ای بر کیفیت چاپ و خواص کیفی محصول چاپ شده در طول عمر مفید خود دارد. در نتیجه جهت درک روابط متقابل کاغذ با مرکب و دستگاه‌ها و تجهیزات در جریان چاپ، شناخت علمی از ویژگی‌های کاغذ امری ضروری به شمار می‌رود. در حال حاضر، دانش فنی موجود در صنعت چاپ کشور در مورد کاغذ و ویژگی‌های آن بیشتر به صورت تجربی است تا علمی، لذا در مقاله حاضر هدف بر این است که ویژگی‌های مختلف کاغذ و نقش آن در فرآیند چاپ به صورت مختصر تشریح شود.
به طور کلی در هر فرآیند تولید صنعتی، داده‌های ورودی(input) به فرآیند، طی مراحل مختلفی عمل‌آوری(process) شده و به خروجی‌های(output) فرآیند تبدیل می‌شوند .داده‌های ورودی به یک فرآیند صنعتی موارد چندی را در بر می‌گیرند که مهمترین آنها شامل مواد اولیه(raw materials) و دانش فنی (technical knowledge) می‌باشند. در مرحله عمل‌آوری، دستگاه‌ها و تجهیزات مختلفی به کار می‌روند که در اثر عملکرد صحیح آنها تحت نظارت مدیریت جامع کنترل فرآیند، در نهایت خروجی‌های فرآیند که همان فرآورده‌های نهایی هستند، به دست می‌آیند. لذا بدیهی است که تولید و بدست آوردن محصولاتی که از نظر کیفیت و عملکرد و هم از نظر اقتصادی مطلوب باشند و بتوانند بازاریابی مناسبی را ایجاد نمایند، نقطه بهینه و ایده‌آل همه تولیدکنندگان صنعتی است.
فرآیند چاپ نیز یک فرآیند صنعتی بوده که متغیرهای یاد شده در آن وجود داشته و تاثیر تعیین‌کننده دارند. لذا لازم است جهت کسب کیفیت چاپ و بازاریابی مطلوب به مولفه‌های متغیر موجود در هر مرحله از فرآیند (بسته به نوع فرآیند چاپ) توجه دقیق و کافی شود. از آنجا که به نظر می‌رسد در صنعت چاپ موجود در کشور ما، توجه کافی به بخش عمده‌ای از مواد اولیه ورودی به فرآیند چاپ یعنی کاغذ و محصولات کاغذی و ویژگی‌های مختلف و موثر آن بر فرآیند چاپ مبذول نمی‌شود، در مقاله حاضر تلاش شده است ضمن توضیح خلاصه ویژگی‌های انواع کاغذ به نقش تعیین کننده آن در فرآیند چاپ اشاره شود.
مواد اولیه مصرفی در فرآیند چاپ
مواد اولیه مورد مصرف در فرآیندهای مختلف چاپ به نسبت متنوع و گسترده هستند. در مرحله اصلی چاپ در ماشین چاپ، عمده‌ترین مواد اولیه مصرفی شامل کاغذ و مرکب چاپ می‌شوند. شناخت کافی و درک روابط متقابل این دو ماده اولیه طی فرآیند چاپ، منجر به کسب نتایج مطلوب‌تر در رابطه با خواص کیفی مختلف چاپ خواهد شد. توجه به وضعیت فعلی صنعت چاپ در ایران نشان می‌دهد که دانش فنی موجود به طور عمده بر پایه شناخت تجربی از این مواد اولیه بوده و کمتر به دانش فنی علمی وابسته است. این در حالی است که برای پیشرفت این صنعت، نیاز به کسب دانش فنی علمی در زمینه‌های مختلف، از جمله مواد اولیه که بخش عمده‌ای از فرآیند تولید(چاپ) را تشکیل می‌دهند، بسیار ضروری است.
کاغذ به عنوان یک رکن مهم در فرآیند چاپ
امروزه در دنیا بالغ بر 3 هزار نوع محصول کاغذی تولید می‌شود که هرکدام بسته به متغیرهای مختلف، نقش و اثرات مختلفی بر کاربرد نهایی آنها دارند. در فرآیند چاپ، کاغذ به عنوان یک رکن مهم مطرح بوده و با توجه به ویژگی‌های خود، نقش عمده و تعیین‌کننده‌ای بر کیفیت چاپ و خواص کیفی محصول چاپ شده در طول عمر مفید خود دارد. لذا شناخت کافی و عملی از آن جهت درک روابط متقابل کاغذ، مرکب و تجهیزات چاپ در مراحل مختلف چاپ ضروری است. همان طور که گفته شد، متاسفانه در حال حاضر در صنعت چاپ کشور دانش فنی موجود در رابطه با کاغذ و ویژگی‌های آن بیشتر به صورت تجربی است و این امر حتی در رشته‌های دانشگاهی مرتبط با صنعت چاپ نیز مورد توجه کافی و لازم قرار نگرفته است. در این مقاله سعی می‌شود در حد مختصر و مفید به موارد مذکور پرداخته شود.
به طور کلی کاغذ یک محصول کمپلکس یا چند سازه شیمیایی- مکانیکی است و از این لحاظ گاهی آن را جزو چند سازه‌ها(composites) در نظر می‌گیرند. ویژگی‌های مختلف انواع کاغذ تحت تاثیر مواد اولیه تشکیل دهنده آن قرار دارند. لذا با توجه به موارد گفته شده کاغذ را باید از 3 نظر مورد توجه قرار داد:
ساختارکاغذ :
کاغذ از الیاف لیگنوسلولزی حاصل از درختان و گیاهان لیگنوسلولزی ساخته می‌شود. گیاهان لیگنوسلولزی شامل طیف وسیع و گسترده‌ای از انواع گیاهان می‌باشند که می‌توان آنها را به درختان (سوزنی برگ و پهن برگ) و گیاهان غیر چوبی (شامل انواع زیادی از گیاهان علفی و غیر علفی) تقسیم نمود. الیاف لیگنوسلولزی در واقع بخش عمده سلول‌های گیاهی تشکیل‌دهنده گیاهان و درختان مختلف بوده و با توجه به طیف گسترده گیاهان و درختان مختلف، شباهت‌ها و تفاوت‌های مورفولوژیک ( ریخت شناسی ) زیادی از نظر طول الیاف و سایر صفات آناتومیک ( آنها با هم دارند. بدیهی است که این صفات و پارامترها بر خواص فیزیکی- مکانیکی و حتی شیمیایی کاغذهای حاصل تاثیرات تعیین‌کننده‌ای دارند.
شیمیایی:
الیاف لیگنوسلولزی، ترکیبات کمپلکس پلیمرهای آلی طبیعی می‌باشند که در اثر فرآیندهای پیچیده بیوشیمیایی به هم متصل شده و دیواره سلولی الیاف را تشکیل می‌دهند. مهمترین این پلیمرهای طبیعی عبارتند از: سلولز، همی سلولزها، لیگنین و ترکیبات استخراجی. هر کدام از این پلیمرها، ویژگی‌های شیمیایی خاص خود را دارند که در تعیین ویژگی‌های شیمیایی الیاف و کاغذ نقش تعیین‌کننده دارند. بسته به نوع کاغذ و فرآیند ساخت آن ممکن است بعضی از این پلیمرها در کاغذ نهایی وجود داشته یا نداشته باشند. این مساله‌ای است که بر رفتار متقابل کاغذ با سایر پلیمرهای آلی مورد استفاده در صنعت چاپ به ویژه مرکب‌های چاپ و رنگ‌ها تاثیر مهم و مساله تعیین کننده دارد. زیرا بدیهی است که هر ماده شیمیایی مورد استفاده در فرآیند چاپ باید با این پلیمرهای آلی طبیعی سازگاری و واکنش پذیری مناسب داشته باشد تا بتواند نقش مورد انتظار خود را ایفا نماید. از طرف دیگر باید توجه داشت که تعداد زیادی از مواد افزودنی(additives) وجود دارند که برای ایجاد، حفظ یا بهبود و تقویت ویژگی یا ویژگی‌های مختلفی طی فرآیند ساخت کاغذ در کارخانه کاغذسازی به آن افزوده می‌شوند.
عمده‌ترین این مواد شامل مواد آهارزنی(sizing)، پرکننده‌ها(fillers) و مواد افزودنی مخصوص (special additives) می‌باشند. بدیهی است این مواد نیز نقش تعیین کننده خود در فرآیند استفاده و کاربرد انواع کاغذ را ایفا خواهند کرد. لذا در مجموع در فرآیند چاپ باید بین همگی این مواد و سایر مواد شیمیایی مصرفی از قبیل مرکب‌های چاپ، غیره سازگاری و واکنش‌پذیری متقابل وجود داشته باشد تا کیفیت چاپ مناسب به دست آید.
علاوه بر موارد فوق، فرآیند ساخت خمیر کاغذ( pulp) نیز فاکتور مهمی در تعیین صفات کاغذ به شمار می‌رود. روش‌های ساخت خمیر کاغذ شامل انواع شیمیایی، مکانیکی و شیمی - مکانیکی و نیمه شیمیایی می‌باشند که هر کدام از این روش‌ها خود شامل انواع مختلفی از روش‌های زیر گروه می‌شوند. خمیر کاغذ و به طور معمول کاغذ حاصل از هر یک از این فرآیندها، صفات و کاربردهای خاص خود را دارند که در هنگام استفاده از آنها در فرآیند چاپ بایستی مورد توجه قرار گیرند. از طرف دیگر سیستم کاغذسازی (اسیدی و قلیایی) نیز فاکتور مهم دیگری به شمار می‌رود که بر خواص کاغذ و به ویژه دوام و ماندگاری آن تاثیر عمده‌ای دارد.
مکانیکی :
کاغذ ساخت ماشین یک چندسازه و فرآورده مکانیکی دارای ساختار سه بعدی با تقارن الاستیسیته ارتوتروپیک است .دارا بودن چنین ساختاری مستقیما بر ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی کاغذ در هنگام مصرف، به ویژه در فرآیند چاپ، تاثیر تعیین‌کننده‌ای دارد. آنچه که تحت عنوان مشکلات ناشی از کاغذ در فرآیند چاپ از قبیل کنده شدن الیاف، چین خوردگی و غیره مطرح می‌شود، به طور عمده ناشی از ویژگی‌های مکانیکی آن است. باید توجه کرد که در هنگام ساخت کاغذ در ماشین کاغذسازی، بخش عمده الیاف سلولزی به موازات جهت حرکت توری ماشین قرار می‌گیرند. این جهت به نام جهت ساخت یا جهت ماشین(MD) و جهت عمود بر آن، جهت عمود بر ساخت یا عمود بر ماشین(CD) نامیده می‌شود. ویژگی‌های مکانیکی کاغذ در این دو جهت و همین‌طور در جهت ضخامت کاغذ (جهت(Z با هم متفاوت است. فشارهای مختلف وارده بر کاغذ (به صورت رول یا ورق) از جانب نوردهای مختلف ماشین چاپ یا هنگام حرکت کاغذ در فضای مابین نوردها، ایجاب می‌نماید که کاغذ دارای ویژگی‌های مکانیکی مناسبی باشد تا دچار مشکلات مختلف نشود.
ویژگی‌های مختلف انواع کاغذ و مقوا:
به طور کلی ویژگی‌های مختلف را می‌توان به 4 دسته کلی تقسیم کرد:
ویژگی‌های فیزیکی شامل ضخامت، دانسیته، بالک و وزن پایه.
ویژگی‌های مکانیکی شامل مقاومت کششی، مقاومت به پاره شدن، مقاومت به ترکیدن، مقاومت به تا خوردن و غیره.
ویژگی‌های شیمیایی شاملPH کاغذ(سیستم ساخت کاغذ)، واکنش پذیری کاغذ و مواد افزودنی موجود در آن با سایر مواد شیمیایی صنعت چاپ از قبیل مرکب چاپ، رنگ‌ها و غیره
ویژگی‌های نوری شامل روشن و مات بودن، سفیدی، زردی، درخشش و غیره
بدیهی است که با توجه به نوع کاغذ و روش ساخت آن، ویژگی‌های فوق و روابط متقابل بین آنها در انواع مختلف کاغذ بسیار متغیر بوده و به طور طبیعی بر ویژگی‌های کاربردی آنها، اثرات تعیین‌کننده‌ای خواهد داشت.
نتیجه گیری نهایی
در این نوشتار کوتاه سعی شده است توجه خواننده و به ویژه دست‌اندرکاران و دانشجویان و علاقه‌مندان صنعت چاپ به ویژگی‌های مختلف و مهم انواع کاغذ و نقش تعیین کننده آنها در فرآیند چاپ جلب شود. درک اثرات این ویژگی‌ها با توجه به منشا آنها بر کیفیت چاپ‌پذیری و دوام چاپ انواع مختلف کاغذ، نیاز به بحث‌های جداگانه و مفصل‌تر دارد که در آینده به آنها پرداخته خواهد شد. در هر حال، با توجه به همین مختصر به روشنی دیده می‌شود که ویژگی‌های یاد شده اثرات مهم و تعیین‌کننده‌ای در فرآیند چاپ دارند که لازم است توسط دست‌اندرکاران محترم مورد توجه بیشتر قرار گیرند.
منابع مورد استفاده:
قاسمیان، علی، (1376)، کاغذسازی ، انتشارات دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.
قاسمیان، علی،(1385)، الیاف شناسی کاغذ و کاغذشناسی، انتشارات مرکز آموزش علمی-کاربردی فرهنگ و هنر، واحد 5 تهران.
- میرشکرایی، سیداحمد، (1381)، فرهنگ اصطلاحات فن‌آوری خمیر و کاغذ، انتشارات آئیژ، تهران
https://www.linkedin.com/in/mohammadreza-mehdizade
09101436763