کنترل pH و سختی آب در رنگ‌رزی کاغذ: راهنمای عملی

دو عاملِ پنهان که بیشتر از خودِ رنگ، شِیدِ کاغذ را جابه‌جا می‌کنند، pH و سختی آب هستند. اگر pH نوسان کند یا آب سخت باشد، همان رنگ در دو شیفت دو نتیجهٔ متفاوت می‌دهد: مصرف بالا می‌رود، شِید می‌پرد و آب‌برگشتی کدر می‌شود. لیگنین، رنگ‌های تخصصی کاغذسازی، رنگ را متناسب با pH و آبِ محلیِ هر کارخانه تنظیم می‌کند تا خروجی ثابت بماند.

pH چیست و چرا در رنگ کاغذ حیاتی است؟

pH معیارِ اسیدی یا قلیایی‌بودنِ آبِ فرایند است؛ از ۰ (خیلی اسیدی) تا ۱۴ (خیلی قلیایی)، و ۷ خنثی. رنگ‌های کاغذ نسبت به pH حساس‌اند: میزانِ باری که رنگ و الیاف دارند با pH تغییر می‌کند و همین، نشستنِ رنگ روی الیاف را کم یا زیاد می‌کند. یک تغییرِ کوچکِ pH می‌تواند بازدهِ رنگ و شِیدِ نهایی را به‌طور محسوس جابه‌جا کند؛ برای همین، ثابت‌نگه‌داشتنِ pH از خودِ عددِ آن مهم‌تر است.

محدودهٔ pH مناسب برای هر رنگ

نقشِ آلوم و فیکساتیو در تثبیتِ رنگ آنیونی و وابستگی‌شان به pH را در مقالهٔ فیکساتیو و آلوم: تثبیت رنگ آنیونی روی خمیر بازیافتی کامل توضیح داده‌ایم.

سختی آب چیست و چه بلایی سر رنگ می‌آورد؟

«سختیِ آب» یعنی مقدارِ یون‌های کلسیم و منیزیم در آب. این یون‌ها بارِ مثبت دارند و با رنگِ آنیونیِ بارِ منفی واکنش می‌دهند: بخشی از رنگ را پیش از نشستن روی الیاف رسوب می‌دهند. نتیجه‌اش افتِ بازده (رنگِ بیشتری لازم می‌شود)، لک و ابری‌شدنِ رنگ، و جابه‌جاییِ شِید است. آبِ سخت هم‌چنین می‌تواند رسوب روی نمدها و توری بگذارد و کیفیت را در طول شیفت بی‌ثبات کند.

آب سخت در ایران: چرا باید جدی گرفت

بسیاری از کارخانه‌های کاغذ در ایران از آبِ چاه یا آبِ محلی استفاده می‌کنند که اغلب سختیِ بالایی دارد و از منطقه‌ای به منطقهٔ دیگر فرق می‌کند. وقتی خمیرِ بازیافتیِ OCC هم که خودش بارِ آنیونیِ مزاحم دارد به این آب اضافه می‌شود، کنترلِ رنگ سخت‌تر می‌شود. چالش‌های رنگ‌رزیِ خمیرِ بازیافتی را در مقالهٔ رنگ‌رزی خمیر بازیافتی OCC در ایران بررسی کرده‌ایم.

راهکارهای عملی برای شِید ثابت

۱) pH را پایش و تثبیت کنید. pH را در نقطهٔ ورودِ رنگ (wet-end) اندازه بگیرید و در یک محدودهٔ باریک ثابت نگه دارید؛ نوسانِ pH، دشمنِ شمارهٔ یکِ ثباتِ شِید است.

۲) سختیِ آب را مدیریت کنید. اگر آب سخت است، یک سکوسترانت (عاملِ کیلیت‌کننده) یون‌های کلسیم و منیزیم را می‌بندد تا با رنگ واکنش ندهند. این کار بازده را برمی‌گرداند و لک را کم می‌کند.

۳) ترتیب و دوز را درست بچینید. دوزِ رنگ و فیکساتیو را بر اساس سختیِ آب و کثیفیِ خمیر تنظیم کنید؛ رنگی که در تئوری کافی است، در آبِ سخت ممکن است کم بیاید.

۴) از منبعِ ثابت استفاده کنید. تغییرِ ناگهانیِ منبعِ آب (چاهِ جدید، آبِ فصلی) شِید را می‌پراند؛ هر تغییرِ منبع را با یک تستِ کوچک بسنجید.

تجربهٔ لیگنین در بازار ایران

لیگنین، رنگ‌های تخصصی کاغذسازی، چون مستقیماً با کارخانه‌های ایرانی کار می‌کند، رنگ و توصیهٔ فیکساتیو/سکوسترانت را برای pH و سختیِ آبِ واقعیِ هر خط تنظیم می‌کند — نه یک نسخهٔ عمومی. هدف این است که مصرفِ رنگ کمینه بماند و شِیدِ خروجی از شیفتی به شیفتِ دیگر تکرارپذیر باشد.