ويژگي‌ها‌ و‌اجزاي ‌ تشكيل‌ دهنده‌ كاغذ
دكتر‌ علي‌ قاسميان‌عضو‌ هيات‌ علمي گروه‌ تخصصي‌ تكنولوژي‌ خمير‌ و‌ كاغذسازي‌ دانشگاه‌ علوم‌ كشاورزي‌ و‌ منابع‌ طبيعي‌ گرگان‌- مدرس دانشگاه علمي كاربردي‌
كاغذ‌ يك‌ ركن‌ مهم‌ و‌ اساسي،‌ در‌ فرآيند‌ چاپ‌ به‌ شمار‌ مي‌رود‌ كه‌ با‌ توجه‌ به‌ ويژگي‌هاي‌ خاص‌ خود‌ نقش‌ عمده‌ و‌ تعيين‌كننده‌اي‌ بر‌ كيفيت‌ چاپ‌ و‌ خواص‌ كيفي‌ محصول‌ چاپ‌ شده‌ در‌ طول‌ عمر‌ مفيد‌ خود‌ دارد.‌ در‌ نتيجه‌ جهت‌ درك‌ روابط‌ متقابل‌ كاغذ‌ با‌ مركب‌ و‌ دستگاه‌ها‌ و‌ تجهيزات‌ در‌ جريان‌ چاپ،‌ شناخت‌ علمي‌ از‌ ويژگي‌هاي‌ كاغذ‌ امري‌ ضروري‌ به‌ شمار‌ مي‌رود.‌ در‌ حال‌ حاضر،‌ دانش‌ فني‌ موجود‌ در‌ صنعت‌ چاپ‌ كشور‌ در‌ مورد‌ كاغذ‌ و‌ ويژگي‌هاي‌ آن‌ بيشتر‌ به‌ صورت‌ تجربي‌ است‌ تا‌ علمي،‌ لذا‌ در‌ مقاله‌ حاضر‌ هدف‌ بر‌ اين‌ است‌ كه‌ ويژگي‌هاي‌ مختلف‌ كاغذ‌ و‌ نقش‌ آن‌ در‌ فرآيند‌ چاپ‌ به‌ صورت‌ مختصر‌ تشريح‌ شود.
به طور كلي در هر فرآيند توليد صنعتي، داده‌هاي ورودي(input) به فرآيند، طي مراحل مختلفي عمل‌آوري(process) شده و به خروجي‌هاي(output) فرآيند تبديل مي‌شوند (شكل1).
داده‌هاي ورودي به يك فرآيند صنعتي موارد چندي را در بر مي‌گيرند كه مهمترين آنها شامل مواد اوليه(raw materials) و دانش فني
(technical knowledge) مي‌باشند. در مرحله عمل‌آوري، دستگاه‌ها و تجهيزات مختلفي به كار مي‌روند كه در اثر عملكرد صحيح آنها تحت نظارت مديريت جامع كنترل فرآيند، در نهايت خروجي‌هاي فرآيند كه همان فرآورده‌هاي نهايي هستند، به دست مي‌آيند. لذا بديهي است كه توليد و بدست آوردن محصولاتي كه از نظر كيفيت و عملكرد و هم از نظر اقتصادي مطلوب باشند و بتوانند بازاريابي مناسبي را ايجاد نمايند، نقطه بهينه و ايده‌آل همه توليدكنندگان صنعتي است.
فرآيند چاپ نيز يك فرآيند صنعتي بوده كه متغيرهاي ياد شده در آن وجود داشته و تاثير تعيين‌كننده دارند. لذا لازم است جهت كسب كيفيت چاپ و بازاريابي مطلوب به مولفه‌هاي متغير موجود در هر مرحله از فرآيند (بسته به نوع فرآيند چاپ) توجه دقيق و كافي شود. از آنجا كه به نظر مي‌رسد در صنعت چاپ موجود در كشور ما، توجه كافي به بخش عمده‌اي از مواد اوليه ورودي به فرآيند چاپ يعني كاغذ و محصولات كاغذي و ويژگي‌هاي مختلف و موثر آن بر فرآيند چاپ مبذول نمي‌شود، در مقاله حاضر تلاش شده است ضمن توضيح خلاصه ويژگي‌هاي انواع كاغذ به نقش تعيين كننده آن در فرآيند چاپ اشاره شود.
مواد اوليه مصرفي در فرآيند چاپ‌
مواد اوليه مورد مصرف در فرآيندهاي مختلف چاپ به نسبت متنوع و گسترده هستند. در مرحله اصلي چاپ در ماشين چاپ، عمده‌ترين مواد اوليه مصرفي شامل كاغذ و مركب چاپ مي‌شوند. شناخت كافي و درك روابط متقابل اين دو ماده اوليه طي فرآيند چاپ، منجر به كسب نتايج مطلوب‌تر در رابطه با خواص كيفي مختلف چاپ خواهد شد. توجه به وضعيت فعلي صنعت چاپ در ايران نشان مي‌دهد كه دانش فني موجود به طور عمده بر پايه شناخت تجربي از اين مواد اوليه بوده و كمتر به دانش فني علمي وابسته است. اين در حالي است كه براي پيشرفت اين صنعت، نياز به كسب دانش فني علمي در زمينه‌هاي مختلف، از جمله مواد اوليه كه بخش عمده‌اي از فرآيند توليد(چاپ) را تشكيل مي‌دهند، بسيار ضروري است.
كاغذ به عنوان يك ركن مهم‌
در فرآيند چاپ‌
امروزه در دنيا بالغ بر 3 هزار نوع محصول كاغذي توليد مي‌شود كه هركدام بسته به متغيرهاي مختلف، نقش و اثرات مختلفي بر كاربرد نهايي آنها دارند. در فرآيند چاپ، كاغذ به عنوان يك ركن مهم مطرح بوده و با توجه به ويژگي‌هاي خود، نقش عمده و تعيين‌كننده‌اي بر كيفيت چاپ و خواص كيفي محصول چاپ شده در طول عمر مفيد خود دارد. لذا شناخت كافي و عملي از آن جهت درك روابط متقابل كاغذ، مركب و تجهيزات چاپ در مراحل مختلف چاپ ضروري است. همان طور كه گفته شد، متاسفانه در حال حاضر در صنعت چاپ كشور دانش فني موجود در رابطه با كاغذ و ويژگي‌هاي آن بيشتر به صورت تجربي است و اين امر حتي در رشته‌هاي دانشگاهي مرتبط با صنعت چاپ نيز مورد توجه كافي و لازم قرار نگرفته است. در اين مقاله سعي مي‌شود در حد مختصر و مفيد به موارد مذكور پرداخته شود.
به طور كلي كاغذ يك محصول كمپلكس يا چند سازه شيميايي- مكانيكي است و از اين لحاظ گاهي آن را جزو چند سازه‌ها(composites) در نظر مي‌گيرند. ويژگي‌هاي مختلف انواع كاغذ تحت تاثير مواد اوليه تشكيل دهنده آن قرار دارند. لذا با توجه به موارد گفته شده كاغذ را بايد از 3 نظر مورد توجه قرار داد:
1) آناتومي و مورفولوژي:
كاغذ از الياف ليگنوسلولزي حاصل از درختان و گياهان ليگنوسلولزي ساخته مي‌شود. گياهان ليگنوسلولزي شامل طيف وسيع و گسترده‌اي از انواع گياهان مي‌باشند كه مي‌توان آنها را به درختان (سوزني برگ و پهن برگ) و گياهان غير چوبي (شامل انواع زيادي از گياهان علفي و غير علفي) تقسيم نمود. الياف ليگنوسلولزي در واقع بخش عمده سلول‌هاي گياهي تشكيل‌دهنده گياهان و درختان مختلف بوده و با توجه به طيف گسترده گياهان و درختان مختلف، شباهت‌ها و تفاوت‌هاي مورفولوژيك زيادي از نظر طول الياف و ساير صفات آناتوميك آنها با هم دارند. بديهي است كه اين صفات و پارامترها بر خواص فيزيكي- مكانيكي و حتي شيميايي كاغذهاي حاصل تاثيرات تعيين‌كننده‌اي دارند.
2) شيميايي:
الياف ليگنوسلولزي، تركيبات كمپلكس پليمرهاي آلي طبيعي مي‌باشند كه در اثر فرآيندهاي پيچيده بيوشيميايي به هم متصل شده و ديواره سلولي الياف را تشكيل مي‌دهند. مهمترين اين پليمرهاي طبيعي عبارتند از: سلولز، همي سلولزها، ليگنين و تركيبات استخراجي. هر كدام از اين پليمرها، ويژگي‌هاي شيميايي خاص خود را دارند كه در تعيين ويژگي‌هاي شيميايي الياف و كاغذ نقش تعيين‌كننده دارند. بسته به نوع كاغذ و فرآيند ساخت آن ممكن است بعضي از اين پليمرها در كاغذ نهايي وجود داشته يا نداشته باشند. اين مساله‌اي است كه بر رفتار متقابل كاغذ با ساير پليمرهاي آلي مورد استفاده در صنعت چاپ به ويژه مركب‌هاي چاپ و رنگ‌ها تاثير مهم و مساله تعيين كننده دارد. زيرا بديهي است كه هر ماده شيميايي مورد استفاده در فرآيند چاپ بايد با اين پليمرهاي آلي طبيعي سازگاري و واكنش پذيري مناسب داشته باشد تا بتواند نقش مورد انتظار خود را ايفا نمايد. از طرف ديگر بايد توجه داشت كه تعداد زيادي از مواد افزودني(additives) وجود دارند كه براي ايجاد، حفظ يا بهبود و تقويت ويژگي يا ويژگي‌هاي مختلفي طي فرآيند ساخت كاغذ در كارخانه كاغذسازي به آن افزوده مي‌شوند. عمده‌ترين اين مواد شامل مواد آهارزني(sizing)، پركننده‌ها(fillers) و مواد افزودني مخصوص
(special additives) مي‌باشند. بديهي است اين مواد نيز نقش تعيين كننده خود در فرآيند استفاده و كاربرد انواع كاغذ را ايفا خواهند كرد. لذا در مجموع در فرآيند چاپ بايد بين همگي اين مواد و ساير مواد شيميايي مصرفي از قبيل مركب‌هاي چاپ، غيره سازگاري و واكنش‌پذيري متقابل وجود داشته باشد تا كيفيت چاپ مناسب به دست آيد.
علاوه بر موارد فوق، فرآيند ساخت خمير كاغذ( pulp) نيز فاكتور مهمي در تعيين صفات كاغذ به شمار مي‌رود. روش‌هاي ساخت خمير كاغذ شامل انواع شيميايي، مكانيكي و شيمي - مكانيكي و نيمه شيميايي مي‌باشند كه هر كدام از اين روش‌ها خود شامل انواع مختلفي از روش‌هاي زير گروه مي‌شوند. خمير كاغذ و به طور معمول كاغذ حاصل از هر يك از اين فرآيندها، صفات و كاربردهاي خاص خود را دارند كه در هنگام استفاده از آنها در فرآيند چاپ بايستي مورد توجه قرار گيرند.
از طرف ديگر سيستم كاغذسازي (اسيدي و قليايي) نيز فاكتور مهم ديگري به شمار مي‌رود كه بر خواص كاغذ و به ويژه دوام و ماندگاري آن تاثير عمده‌اي دارد.
3) مكانيكي :
كاغذ ساخت ماشين يك چندسازه و فرآورده مكانيكي داراي ساختار سه بعدي با تقارن الاستيسيته ارتوتروپيك است (شكل2).
دارا بودن چنين ساختاري مستقيما بر ويژگي‌هاي فيزيكي و مكانيكي كاغذ در هنگام مصرف، به ويژه در فرآيند چاپ، تاثير تعيين‌كننده‌اي دارد. آنچه كه تحت عنوان مشكلات ناشي از كاغذ در فرآيند چاپ از قبيل كنده شدن الياف، چين خوردگي و غيره مطرح مي‌شود، به طور عمده ناشي از ويژگي‌هاي مكانيكي آن است. بايد توجه كرد كه در هنگام ساخت كاغذ در ماشين كاغذسازي، بخش عمده الياف سلولزي به موازات جهت حركت توري ماشين قرار مي‌گيرند. اين جهت به نام جهت ساخت يا جهت ماشين(MD) و جهت عمود بر آن، جهت عمود بر ساخت يا عمود بر ماشين(CD) ناميده مي‌شود. ويژگي‌هاي مكانيكي كاغذ در اين دو جهت و همين‌طور در جهت ضخامت كاغذ(جهت(Z با هم متفاوت است. فشارهاي مختلف وارده بر كاغذ (به صورت رول يا ورق) از جانب نوردهاي مختلف ماشين چاپ يا هنگام حركت كاغذ در فضاي مابين نوردها، ايجاب مي‌نمايد كه كاغذ داراي ويژگي‌هاي مكانيكي مناسبي باشد تا دچار مشكلات مختلف نشود.
ويژگي‌هاي مختلف انواع كاغذ و مقوا:

به طور كلي ويژگي‌هاي مختلف را مي‌توان به 4 دسته كلي تقسيم كرد:
-1 ويژگي‌هاي فيزيكي شامل ضخامت، دانسيته، بالك و وزن پايه.
-2ويژگي‌هاي مكانيكي شامل مقاومت كششي، مقاومت به پاره شدن، مقاومت به تركيدن، مقاومت به تا خوردن و غيره.
-3ويژگي‌هاي شيميايي شاملPH كاغذ(سيستم ساخت كاغذ)، واكنش پذيري كاغذ و مواد افزودني موجود در آن با ساير مواد شيميايي صنعت چاپ از قبيل مركب چاپ، رنگ‌ها و غيره‌
ويژگي‌هاي نوري شامل روشن و مات بودن، سفيدي، زردي، درخشش و غيره‌

بديهي است كه با توجه به نوع كاغذ و روش ساخت آن، ويژگي‌هاي فوق و روابط متقابل بين آنها در انواع مختلف كاغذ بسيار متغير بوده و به طور طبيعي بر ويژگي‌هاي كاربردي آنها، اثرات تعيين‌كننده‌اي خواهد داشت.
نتيجه گيري نهايي‌
در اين نوشتار كوتاه سعي شده است توجه خواننده و به ويژه دست‌اندركاران و دانشجويان و علاقه‌مندان صنعت چاپ به ويژگي‌هاي مختلف و مهم انواع كاغذ و نقش تعيين كننده آنها در فرآيند چاپ جلب شود. درك اثرات اين ويژگي‌ها با توجه به منشا آنها بر كيفيت چاپ‌پذيري و دوام چاپ انواع مختلف كاغذ، نياز به بحث‌هاي جداگانه و مفصل‌تر دارد كه در آينده به آنها پرداخته خواهد شد. در هر حال، با توجه به همين مختصر به روشني ديده مي‌شود كه ويژگي‌هاي ياد شده اثرات مهم و تعيين‌كننده‌اي در فرآيند چاپ دارند كه لازم است توسط دست‌اندركاران محترم مورد توجه بيشتر قرار گيرند.



منابع مورد استفاده:
1- قاسميان، علي، (1376)، كاغذسازي ، انتشارات دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان.
2- قاسميان، علي،(1385)، الياف شناسي كاغذ و كاغذشناسي، انتشارات مركز آموزش علمي-كاربردي فرهنگ و هنر، واحد 5 تهران.
3- ميرشكرايي، سيداحمد، (1381)، فرهنگ اصطلاحات فن‌آوري خمير و كاغذ، انتشارات آئيژ، تهران.