فهرست مطالب

صنایع چوب و کاغذ ایران - سال دوازدهم شماره 4 (زمستان 1400)

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران
سال دوازدهم شماره 4 (زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/01/09
  • تعداد عناوین: 10
|
  • هادی حسن جان زاده، سحاب حجازی*، یحیی همزه، علی عبدالخانی صفحات 453-464
    در این تحقیق ویژگی های فیزیکی و مکانیکی کاغذهای لاینر آهاردهی شده سطحی، با ترکیب فرمولاسیون نشاسته با لیگنین های سودا و فرماسل موردبررسی قرارگرفته است لیگنین های سودا و فرماسل از مایع سیاه باقی مانده از پخت های مربوطه جداسازی شده و سپس با مقادیر 30، 50، 70 و 100 درصد با نشاسته آنیونی جایگزین گردید. همچنین به صورت مجزا به مقدار 3/0 گرم بر مترمربع آلوم به عنوان عامل کاتیونی به سوسپانسیون آهار اضافه گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با جایگزینی هر دو نوع لیگنین با نشاسته، حتی به صورت صد در صد خواص فیزیکی) مقاومت به نفوذ هوا، جذب آب کب، زبری) و ویژگی های مکانیکی کاغذهای آهار سطحی شده نسبت به کاغذ شاهد بهبودیافته است. با توجه به نتایج ترکیب با نسبت 50 به 50 لیگنین با نشاسته ازنظر بهبود ویژگی های مکانیکی و فیزیکی عملکرد بهتری داشته است. برای لیگنین سودا بدون آلوم شاخص کشش (N.m/g 21/36) و ترکیدگی (Kpa.m2/g 58/1) نسبت به نمونه شاهد به ترتیب 55 درصد و 35 درصد افزایش داشته است. در خصوص لیگنین فرماسل بدون آلوم با نسبت 50 به 50 با نشاسته، شاخص کشش47 درصد و شاخص ترکیدگی 27 درصد بهبودیافته است. با توجه به نتایج امکان جایگزینی حداقل 50 درصد نشاسته با لیگنین های فوق الذکر وجود دارد که این امر نقش مهمی را در امنیت غذایی و ایجاد ارزش افزوده برای کارخانه های خمیرکاغذ خواهد داشت.
    کلیدواژگان: لیگنین سودا، لیگنین فرماسل، نشاسته، آهارزنی سطحی، لاینر
  • هادی غلامیان*، علی حسن پور تیچی، مسعود سراجیه صفحات 465-479

    آلودگی صوتی یکی از مهم ترین عوامل فیزیکی زیان آور در محیط های کاری در کشورهای توسعه یافته و درحال توسعه محسوب می شود. در این مطالعه به بررسی اندازه گیری میزان انتشار صوت در فرآیند برش کاری چوب های بومی ایران و ارزیابی ارگونومیکی استفاده از گوشی محافظ پرداخته شده است. از سه گونه چوبی توسکا، چنار و ممرز با رطوبت تعادل 12 درصد و ماشین برش کاری دورکن فلدر جهت ارزیابی سطح آلودگی صوت در فرایند ماشین کاری استفاده شد. همچنین، جهت ارزیابی صدا از دستگاه صوت سنج دیجیتالی مدل بنتک (GM1356) در فرآیند برش استفاده شد. نتایج نشان داد با افزایش وزن مخصوص چوب میزان انتشار صدا افزایش یافته است که بیشترین فرکانس صدا در چوب ممرز مشاهده شد. نتایج حاصله نشان داد به طورکلی با افزایش پارامترهایی نظیر، تعداد دوران تیغه، شکاف برش، قطر تیغه، سرعت تغذیه، استفاده از تیغه برش خط زن و افزایش طول عمر کارکرد تیغه اره، میزان انتشار صوت افزایش می یابد. استفاده از تیغه اره با تعداد دندانه بیشتر، تیغه اره دارای شکاف انبساط و استفاده از گونیا در فرآیند برش کاری چوب باعث کاهش انتشار صوت شد. همچنین، نتایج نشان داد، استفاده از گوشی محافظ در آلودگی صوتی بسیار مفید بوده و میزان انتشار صوت را تا 38 دسی بل کاهش می دهد. بر اساس یافته های این پژوهش می توان نتیجه گرفت که میزان تغییرات دانسیته چوب در گونه های بومی ایران از فاکتورهای اساسی در میزان انتشار صوت بوده و استفاده از گوشی محافظ باعث کاهش آسیب های احتمالی ناشی از آلودگی صوتی در فرایند برش کاری می گردد.

    کلیدواژگان: ماشین دورکن، پارامترهای ماشین کاری، دستگاه صوت سنج، ارگونومی، انتشار صوت
  • لاله کریمی، محمدهادی آریائی منفرد*، الیاس افرا صفحات 481-493

    یکی از معایب الیاف بازیافتی کاهش قابل توجه مقاومت های مکانیکی کاغذ به دلیل کاهش پیوندهای بین الیاف است. این مطالعه باهدف بررسی تاثیر افزودن نانو الیاف چوب پالونیا و نشاسته کاتیونی بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی خمیرکاغذ حاصل از کارتن کنگره ای کهنه (OCC) انجام شده است. از کارتن های کهنه جمع آوری شده خمیرکاغذ تهیه و مقادیر مختلف نانو چوب (1، 2 و 3 درصد) و نشاسته کاتیونی (5/0، 1 و 5/1 درصد) به آن افزوده شد. از این تیمارها، کاغذهای دست ساز استاندارد ساخته و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی آن ها بر اساس روش استاندارد TAPPI اندازه گیری شدند. ارزیابی خواص فیزیکی کاغذها نشان داد دانسیته و مقاومت به عبور هوا با افزودن نانو چوب- نشاسته کاتیونی در کاغذ افزایش می یابد. همچنین بررسی نتایج نشان داد که اختلاف کاملا معنی داری با 95 درصد اطمینان بین تیمارهای مختلف ازلحاظ مقاومت های مکانیکی وجود دارد. بیشترین مقادیر شاخص مقاومت به ترکیدن (173/2 کیلو پاسکال مترمربع بر گرم) مقاومت لهیدگی در حالت حلقه (4/177 نیوتن) و مقاومت به عبور هوا (9/36 ثانیه) به تیمار 5/1S3N تعلق یافت. می توان نتیجه گیری نمود استفاده از مقادیر بیشتر نانو چوب به همراه ماده کمک نگهدارنده نشاسته کاتیونی موجب بهبود مقاومت های کاغذ نهایی می گردد.

    کلیدواژگان: پالونیا، کارتن کنگره ای کهنه، نانو چوب، نشاسته کاتیونی
  • رضا اولادی*، رضا نریمانی، اصغر طارمیان، کرامت الله رضایی صفحات 495-506
    چوب بستنی، یکی از کالاهایی است که واردات آن علیرغم وجود واحدهای تولیدی در داخل کشور، همواره مورد انتقاد بوده است. در این پژوهش جنس چوب های مورد استفاده در چوب بستنی های وارداتی به کشور شناسایی و همچنین برخی ویژگی های کیفی آن ها بررسی شد تا نتایج آن مورد استفاده تولیدکنندگان داخلی این محصول قرار گیرد. از کارخانه های دایتی و میهن، نمونه های چوب بستنی صاف و گرد و از کارخانه کاله، نمونه های صاف تهیه شدند. نتایج شناسایی چوب ها نشان داد که جنس توس بیشترین کاربرد را در ساخت چوب بستنی داشته و پس ازآن چوب راش قرار دارد. ازنظر زاویه تماس، زبری سطح و میزان مواد استخراجی، چوب بستنی ساخته شده از چوب راش (میهن گرد) متفاوت از دیگر چوب بستی ها بوده ولی در آزمون های ارزیابی حسی، نمونه های گرد میهن و دایتی، فارغ از جنس نمونه های چوبی بالاترین امتیازات را دریافت کردند. با توجه به نتایج، ویژگی های بهینه برای چوب بستنی های تولیدی موردبحث قرار گرفت.
    کلیدواژگان: بستنی چوبی، شناسایی چوب، میزان اسیدیته، چسبندگی سطحی، صنایع غذایی
  • ایمان اکبرپور*، حسین رسالتی صفحات 507-519
    در این پژوهش، اصلاح آنزیمی خمیرکاغذ کارتن کنگره ای کهنه (OCC) با آنزیم آمیلاز استخراج شده از Bacillus sp. مورد ارزیابی قرار گرفت. آنزیم آمیلاز در سطوح مختلف 05/0، 1/0، 2/0و 3/0 درصد (بر اساس وزن خشک خمیرکاغذ بازیافتی) تحت شرایط ثابت درصد خشکی 10 درصد، درجه حرارت °C50، مدت زمان 1ساعت و محدوده 7-9/6 pH به خمیرکاغذ OCC افزوده شد. برای خنثی سازی آنزیم باقی مانده از 05/0 درصد پروکسید هیدروژن (براساس وزن خشک خمیرکاغذ) استفاده شد. پالایش خمیرکاغذ OCC پیش تیمار شده با سطوح مختلف آمیلاز در دور ثابت2000 انجام شد. ویژگی های آب گیری و فیزیکی خمیرکاغذ OCC پیش تیمار شده در دو شرایط پالایش شده و پالایش نشده در مقایسه با خمیرکاغذ شاهد (خمیرکاغذ تیمار نشده با آنزیم) ارزیابی شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که پیش تیمار آنزیمی با آمیلاز موجب بهبود درجه روانی خمیرکاغذ به میزان 22-11 درصد نسبت به خمیرکاغذ شاهد شد. بیشترین درجه روانی با استفاده از 2/0 درصد آمیلاز (ml, CSF 600) به دست آمده است. پالایش خمیرکاغذهای پیش تیمار شده با آمیلاز و نمونه شاهد موجب کاهش درجه روانی خمیرکاغذ شد اما با افزایش مصرف آمیلاز، قابلیت آب گیری خمیرکاغذ افزایش یافت. استفاده از آنزیم آمیلاز کاغذهای با ضخامت نسبی بیشتر، حجیم تر اما با مقاومت به عبور هوای مشابه نسبت به نمونه شاهد نتیجه داد. افزایش مصرف آمیلاز از 05/0 درصد به 3/0 درصد همراه با پالایش، موجب کاهش ضخامت و حجیمی و افزایش مقاومت کاغذ به عبور هوا شد. همچنین نتایج ارزیابی زمان های مختلف تیمار آنزیمی خمیرکاغذ OCC پالایش نشده (در غلظت ثابت 1/0درصد) بر مقادیر ضخامت، حجیمی و مقاومت کاغذ به عبور هوا بیانگر آن است که مدت زمان 90 دقیقه به عنوان زمان بهینه می باشد. به طورکلی تیمار ترکیبی آمیلاز (1/0-05/0 درصد) و پالایشPFI (دور ثابت2000) خمیرکاغذهای باکیفیت بهتری را به لحاظ ویژگی های آب گیری و فیزیکی نسبت به خمیرکاغذOCC نشان داد.
    کلیدواژگان: خمیرکاغذ OCC، آنزیم آمیلاز، پالایش خمیرکاغذ، قابلیت آب گیری، ویژگی های فیزیکی
  • کامبیز راشدی، پیام مرادپور*، حمید زارع حسین آبادی صفحات 521-536
    به دلیل کمبود منابع جنگلی، استفاده از گونه های چوبی تندرشد مورد توجه طراحان و مهندسان قرار گرفته است. وزن مخصوص و مقاومت های مکانیکی کم، از چالش های اساسی بکارگیری برخی از این گونه های چوبی بویژه در تولید فراورده های ساختمانی و ویژگی نهایی آنها می باشد. استفاده از روش های مختلفی همچون تیمارهای گرمابی و گرمایی توام با تکنیک فشرده سازی می تواند راهکاری برای رفع این مشکل باشد. این مطالعه با هدف بررسی اثر نوع پیش تیمار و شرایط فشردگی بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی چوب پالونیا (Paulownia fortune) و صنوبر (Populus deltoides) انجام شده است. بدین منظور، از پیش تیمار با آب C 25 و فشردگی در پرس گرم C 160 و همچنین پیش تیمار با بخارآب C 160 و فشردگی در پرس سرد C 60 استفاده شد. فشردگی در دو سطح 25 و 50 درصد و به مدت 20 دقیقه در پرس با فشار 5 مگاپاسگال جهت رسیدن به ضخامت نهایی cm2 انجام شد. سپس متعادل سازی نمونه ها در پرس سرد با هدف کاهش برگشت پذیری ضخامت و رسیدن به دما و رطوبت تعادل در محیط انجام شد. جهت بررسی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی نمونه های حاصله، آزمون هایی شامل: دانسیته، جذب آب و واکشیدگی ضخامت (پس از 96 ساعت غوطه وری در آب)، مدول گسیختگی، مدول الاستیسیته خمشی، مقاومت به ضربه و سختی انجام شدند. نتایج نشان داد که چوب صنوبر به دلیل دانسیته بالاتر، از خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوب تری نسبت به گونه پالونیا برخوردار می باشد. به جز واکشیدگی ضخامت، خواص فیزیکی مطلوب و مقاومت های مکانیکی بالاتر در نمونه های چوبی اصلاح شده به روش بخارآب - پرس سرد بدست آمد. تاثیرگذاری بیشتر فرآیند اصلاح با بخار آب - پرس سرد بر روی خواص بخوبی مشاهده شد. مقادیر جذب آب و واکشیدگی ضخامت نمونه های چوبی با افزایش درصد فشردگی افزایش یافت. با افزایش درصد فشردگی و به تبع آن افزایش دانسیته نمونه های چوبی، به غیر از مقاومت به ضربه بقیه خواص مکانیکی روند کاهشی داشتند.
    کلیدواژگان: گونه تند رشد، تیمار گرمایی، فشرده سازی، خواص فیزیکی و مکانیکی
  • رضا حاجی حسنی*، سامان قهری صفحات 537-550

    در این تحقیق تاثیر فشرده سازی بر ویژگی های سطحی و کیفیت اتصالات چوب صنوبر مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور برای اصلاح مکانیکی چوب صنوبر ابتدا از پیش تیمار بخاردهی استفاده شد و سپس عملیات فشرده سازی با استفاده از پرس گرم آزمایشگاهی صورت پذیرفت. برای ارزیابی کیفیت سطح، زاویه تماس و زبری سطح نمونه های فشرده شده، در دو حالت قبل و پس از پرداخت سطح، مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین برای بررسی تاثیر فرایند به کار گرفته شده بر کیفیت اتصالات، مقاومت برشی خط چسب نمونه ها و نیز میزان جدا شدن لایه ها در چرخه های غوطه وری در آب- خشکاندن و نیز جوشاندن- خشکاندن مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که فشرده سازی چوب صنوبر با استفاده از پیش تیمار بخاردهی، سبب کاهش زبری سطح نمونه ها و افزایش زاویه تماس قطره آب سطح نمونه های تیمار شده در مقایسه با نمونه های شاهد گردید. همچنین نتایج بیانگر اثر مثبت فرایند بکار گرفته شده در کاهش میزان جدا شدن لایه ها پس از چرخه های غوطه وری- خشکاندن و جوشاندن- خشکاندن بودند؛ اما مقاومت برشی خط چسب در نمونه های آزمونی با انجام فرایند فشرده سازی کاهش یافت. بررسی های میکروسکوپی نیز نشان دادند که فرآیند فشرده سازی سبب تغییر ساختار فیزیکی سطح نمونه ها گردید.

    کلیدواژگان: چوب صنوبر، خط چسب، زبری سطح، زاویه تماس
  • مریم الله دادی، علی عبدالخانی*، سحاب حجازی صفحات 551-560

    تبدیل مواد تجدیدپذیر پایدار به مواد ارزشمند روشی شناخته شده برای جایگزینی پلیمرهای مصنوعی با پلیمرهای طبیعی است. لیگنین ماده زیست تجدیدپذیر و دومین پلیمر زیستی فراوان حاصل از زیست توده میباشد. در این تحقیق،هیدروژل مبتنی بر لیگنین به وسیله ی واکنش اتصال عرضی میان دی آلدهید سلولز و لیگنین آمین دار شده، ساخته شد. لیگنین توسط واکنش مانیخ در معرض آمین دار شدن و سلولز توسط سدیم متاپریدات در معرض اکسید شدن قرار گرفت، که به وسیله ی طیف سنجی FTIR نیز تایید شدند. طیف سنجی FTIR هیدروژل تهیه شده نشان داد که گروه های آلدهید سلولز اکسید شده، از طریق پیوند شیف بیس، با گروه های آمین لیگنین آمین دار شده واکنش می دهند، که اتصال عرضی مناسبی را برای شکلگیری شبکه ی هیدروژل فراهم می کنند. نتایج آنالیز SEM حاکی از ساختار متخلل هیدروژل با توزیع اندازه منافذ مختلف بود. ویژگی های سطح هیدوژل بررسی شده به وسیله ی BET دلالت بر تخلخل داخلی هیدروژل داشت. نتایج بررسی تایید کرد که هیدروژل مبتنی بر لیگنین آمین دار شده ی تهیه شده در این تحقیق، هیدروژل سبز پایداری می باشد که برای کاربردهای مختلف مفید خواهد بود.

    کلیدواژگان: هیدروژل، لیگنین، دی آلدهید سلولز، شیف بیس
  • اکبر رستم پور هفتخوانی، معراج شرری*، محمد عربی، فرج الله حاجی علیزاده صفحات 561-573

    هدف از این تحقیق، بررسی تقویت اتصال فارسی قاب های مبلمان با استفاده از پین فشرده صنوبر (Populus alba) به جای پین راش است. از این رو، تاثیر تعداد پین چوبی مورد استفاده (یک و دو)، قطر پین چوبی (8، 10 و 12 میلیمتر) و درصد فشردگی پین صنوبر (صفر، 15 و 30 درصد) بر ظرفیت لنگر خمشی اتصال های گوشه ای L شکل ساخته شده از تخته فیبر با دانسیته متوسط (MDF) زیر بار کشش قطری مورد بررسی قرار گرفت. سپس ظرفیت لنگر خمشی آنها با اتصال های ساخته شده با پین چوب راش مورد مقایسه قرار گرفت. برای چسباندن اتصال ها از چسب پلی وینیل استات استفاده شد. بارگذاری کشش قطری روی اتصال ها با دستگاه Hounsfield مدل 0308 با سرعت mm/min 5 انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش تعداد پین، قطر پین و درصد فشردگی میانگین ظرفیت لنگر خمشی اتصال به ترتیب 5/105، 3/54 و 75/28 درصد افزایش یافته است، که از نظر آماری معنی دار بود. بیشترین ظرفیت لنگر خمشی مربوط به اتصال ساخته شده با دو عدد پین با قطر 10 میلیمتر با 30 درصد فشردگی (N.m 12/43) و کمترین آن مربوط به اتصال ساخته شده با یک پین با قطر 8 میلیمتر بدون فشردگی (N.m 03/11) دیده شده است. مقایسه اتصال های ساخته شده با پین فشرده صنوبر با پین راش نشان داد که ظرفیت لنگر اتصال های ساخته شده با پین های صنوبر با 30 درصد فشردگی نسبت به پین های راش اختلاف ناچیزی داشتند (کمتر از یک درصد)، که بیانگر قابلیت استفاده از پین فشرده صنوبر به جای پین راش است.

    کلیدواژگان: اتصال گوشه ای، قاب MDF، پین فشرده صنوبر، ظرفیت لنگر خمشی
  • مهدی علیشیری*، امیرهومن حمصی، حبیبب الله خادمی اسلام، محمد طلایی پور، صدیقه بصیرجعفری صفحات 575-586

    با توجه به کاربرد فراوان پانل های آکوستیکی درصنعت و اهمیت استفاده از الیاف طبیعی به عنوان جایگزین مناسب جاذب های آکوستیکی از الیاف مصنوعی، در این تحقیق امکان ساخت پانل های آکوستیکی با استفاده از الیاف نخل خرما به همراه چسب سیلیکات سدیم مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی اثر متغیر ضخامت، دانسیته، طول خرده ذرات، درصد چسب و فاصله هوایی بر روی ضریب جذب صوت نمونه های تحقیق بر اساس استاندارد ISO 10534-2 در پنج فرکانس 2000،1000،500،250 و 4000هرتز اندازه گیری شد. نتایج این بررسی نشان داد که با افزایش ضخامت، قله ضریب جذب صوت به سمت فرکانس های پایین تر شیفت پیدا می کند و با افزایش دانسیته، ضریب جذب صوت افزایش و در فرکانس های بالاتر کاهش را نشان می دهد و همچنین با افزایش طول خرده ذرات، ضریب جذب صوت افزایش ودر فرکانس 4000 هرتز اثر معکوس داشته است و با افزایش درصد چسب، در فرکانس های بالاتر، ضریب جذب صوت کاهش پیدا کرد و همچنین اثر فاصله هوایی 25 و 41 میلیمتر بر روی ضریب جذب صوت، در بهترین پانل های ساخته شده تحقیق با ضخامت 32 و 16 میلیمتر مورد بررسی قرار گرفت و بر این اساس، پانل های با ضخامت کمتر وهمچنین اعمال فاصله هوایی بیشتر منجر به تقویت ضریب جذب صوت در همه فرکانس ها گردید که این امر می تواند نقش مهمی در کاهش هزینه های مصرفی این نوع پانل ها در حوزه آکوستیک بدون آلوده کردن محیط زیست با استفاده از چسب سیلیکات سدیم ایفا نماید.

    کلیدواژگان: سیلیکات سدیم، ضریب جذب صوت، لوله امپدانس، نخل خرما
|
  • Hadi Hasanjanzadeh, Sahab Hedjazi *, Yahya Hamzeh, Ali Abdolkhani Pages 453-464
    In this research, the physical and mechanical properties of the surface sizing liner papers with starch formulation with soda and formacell lignins have been investigated. The soda and formacell lignins from the remaining black liquor were separated and then was replaced with anionic starch in 30, 50, 70, and 100 ratios. In addition, 0.3 g/m2 alum as a cationic agent was charged to the suspension. The results of this study show that even by 100 % replacing starch with both types of lignins, the physical characteristics (air resistance, cobb, coarseness) and mechanical properties of surface-sized paper have been improved compared with control paper. According to the results, 50/50 lignin/starch ratio improved the mechanical and physical properties better and was determined as optimum level. For soda lignin without alum, tensile (36.21 N.m/g) and burst (1.58 Kpa.m2/g) indices increased by 55 and 35 % respectively, compared with the control in the optimum level. For formacell, lignin/starch in 50/50 ratio without alum, the tensile and burst indices were increased 47 and 27% respectively, compared with the control sample. According to the results, it is possible to replace at least 50% of starch with the above-mentioned lignins, which will play an important role in food security and add value for pulp mills.
    Keywords: soda lignin, Formacell lignin, Starch, Surface sizing, Liner
  • Hadi Gholamiyan *, Ali Hassanpoor Tichi, Masood Sarajieh Pages 465-479

    Noise pollution is one of the most important physically harmful factors in work environments in developed and developing countries. In this study, the measurement of sound emission in the cutting process of Iranian native woods and the ergonomic evaluation of the use of protective earphones have been investigated. Three wood species of alder, sycamore, and hornbeam with equilibrium moisture of 12% and Folder Remote Cutting Machine was used to evaluate the level of noise pollution in the machining process. Also, a digital sound level meter (Benetech GM1356) was used to evaluate the sound. The results showed that with increasing the specific gravity of wood, the amount of sound emission increased; that the highest frequency of sound was observed in alder wood. The results showed that in general, with increasing parameters such as the number of blade rotations, kerf, blade diameter, feed rate, use of the scoring blade, and increasing the service life of the saw blade, the number of sound emission increases. However, the use of saw blades with more teeth saw blades with expansion slot, and the use of rip fence in the wood cutting process reduced sound emission. Also, the results showed that the use of protective earphones is very useful in noise pollution and reduces the amount of sound emission up to 38 decibels. Based on the findings of this study, it can be concluded that the amount of wood density changes in native species of Iran is one of the main factors in the amount of sound emission and the use of protective earphones reduces possible damage due to noise pollution in the cutting process.

    Keywords: Sliding table panel saw, Machining parameters, Sound level meter, Ergonomics, Sound emission
  • Laleh Karimi, MohammadHadi Aryaie Monfared *, Elyas Afra Pages 481-493

    One of the disadvantages of recycled fibers is the significant loss of mechanical strength of the paper due to the decrease in the bond between the fibers. The objective of this study was to investigate the effect of adding paulownia nano-wood on the improvement of pulp from old corrugated containers (OCC). Therefore, in this study, with the aim of preserving the mechanical properties of paper, a nano wood-cationic starch system was used. The pulp was prepared from OCC collected and after refining and obtaining a flow rate of 380 ± 20 ml, different amounts of nano-wood (1, 2, and 3%) and cationic starch (0.5, 1, and 1.5%) was added to it. Finally, standard hand sheet papers were made from these treatments, and their physical and mechanical properties were measured according to the TAPPI standards. The results showed that the density and air permeability increase with the addition of cation-starch nano-wood in the paper. Also, the results showed that there is a significant difference with 95% confidence between different treatments in terms of mechanical strength. The highest values of burst resistance index (2.173 kPa / g), crush resistance in ring mode (177.4 N), and air passage resistance (36.9 s) belonged to S3N 1.5 treatment. It can be concluded that the use of larger amounts of nano-wood with the help of cationic starch as retention aids improves the final paper strengths.

    Keywords: Paulownia, Old Corrugated Carton, Nano Wood, cationic starch
  • Reza Oladi *, Reza Narimani, Asghar Tarmian, Karamatollah Rezaei Pages 495-506
    The import of wooden ice cream sticks to Iran has always been criticized due to the existence of domestic factories. In this study, the type of wood used in imported ice cream sticks to the country was identified and some of their qualitative characteristics were investigated in hope that the results will be used by domestic producers. Classic (flat) and round ice cream sticks were obtained from Daity, Mihan, and Kalleh ice cream manufacturers. The results of wood identification showed that birch is the most used wood in making ice cream sticks, followed by beech. In terms of contact angle, surface roughness, and wood extractives, sticks made from beech wood (round Mihan) were different from other woods, but in sensory evaluation tests, round samples of Mihan and Daity, regardless of their wood type, received the highest scores. According to the results, the optimal properties of woods to be used as ice cream sticks were discussed.
    Keywords: Popsicle, Wood identification, pH, Surface adhesion, Food industry
  • Iman Akbarpour *, Hossein Resalati Pages 507-519
    In the current research, enzymatic modification of OCC pulp with Bacillus sp. amylase was evaluated. Amylase was added at different levels of 0.5, 0.1, 0.2 and 0.3% (based on oven-dried weight of recycled paper) to OCC pulp under constant conditions included consistency of 10%, temperature of 50°C, time duration of 1 hour, and at a pH range of 6.9-7. To neutralize the residual enzyme, hydrogen peroxide 0.05% (based on oven-dried weight of pulp) was applied. The refining of pre-treated OCC pulp with different levels of amylase was done at the constant revolution of 2000. The dewatering and physical properties of amylase pre-treated OCC pulps as compared to control pulp (non-treated pulp with enzyme) for two refined and unrefined conditions were evaluated. Obtained results showed that amylase pre-treatment improved pulp freeness by 11-22% compared with the control sample. The highest freeness (600 ml, CSF) was achieved with 0.2% amylase. Refining of both amylase pre-treated OCC pulp and the control sample reduced the pulp freeness, but dewatering capability increased with an increase in amylase usage. The use of Amylase resulted in a paper with slightly higher caliper, higher bulk, but similar air resistance, compared with control run. An increase in amylase usage from 0.5% to 0.3% along with refining decreased caliper and bulk and increased air resistance of paper. Also, the results of the evaluation of different times of amylase treatment of unrefined OCC pulp (at a constant concentration of 0.1%) on a caliper, bulk as well as air resistance indicated that the duration of 90 minutes was the optimal time. In general, the combined treatment of amylase (0.05-0.1%) and PFI refining (at the constant revolution of 2000) indicated the pulps with better quality in terms of dewatering and physical characteristics in comparison with control OCC pulp.
    Keywords: OCC pulp, Amylase, Pulp refining, Dewatering capability, physical properties
  • Kambiz Rashedi, Payam Moradpour *, Hamid Zarea Hosseinabadi Pages 521-536
    Due to the lack of forest resources, the use of fast-growing wood species has been considered by designers and engineers. Low density and mechanical strength are the main challenges of using some of these wood species, especially in the manufacturing of construction products and their final properties. Using different methods such as hydrothermal and hygrothermal treatments combined with compaction techniques can be a solution to this problem. This study aimed to investigate the effect of pretreatment type and densification conditions on the physical and mechanical properties of paulownia (Paulownia fortune) and poplar (Populus deltoides) wood. For this purpose, pretreatment with water at 25˚C and compression in hot press at 160˚C, and also pretreatment with steam at 160˚C and compression in cold press at 60C˚ were used. Compression was performed at two levels of 25 and 50 percent for 20 minutes in a press with a pressure of 5MPa to reach a final thickness of 2cm. Then, the equilibration of the samples in the cold press was performed to reduce the spring back and reach the temperature and equilibrium moisture content. To investigate the physical and mechanical properties of the samples, tests including density, water absorption, and thickness swelling (after 96 hours of immersion in water), modulus of rupture, modulus of elasticity, impact strength, and hardness were performed. The results showed that the poplar wood has better physical and mechanical properties than the paulownia wood due to its higher density. Except for thickness swelling, desirable physical properties and higher mechanical strengths were obtained in wood samples modified by the steam-cold pressing method. The greater impact of the wood modification process by steam-cold pressing on the properties was well observed. Water absorption and thickness swelling values of wood samples increased with increasing compaction percentage. The mechanical properties of wood had shown a decreasing trend, with increasing compaction and consequently increasing the density of wood samples, except for impact resistance
    Keywords: Fast-growing species, hygrothermal treatment, Densification, Physico-mechanical properties
  • Reza Hajihassani *, Saman Ghahri Pages 537-550

    The main purpose of this study was to evaluate the effect of densification process on the surface characteristics and bonding quality of poplar wood. For this purpose, the specimens were treated by hygrothermal treatment and then were densified by hot press. Some properties of treated specimens such as surface contact angle and surface roughness were evaluated before and after planning. Moreover, the shear strength of glue line and also delamination of specimens in soaking-drying and boiling-drying cycles were investigated. The results of the poplar wood densification revealed that the surface roughness of the specimens reduced and surface contact angle increased by hygrothermal pre-treatment. The results also showed the positive effect of combined hygrothermal and compression treatment on the delamination after soaking-drying and boiling-drying cycles. In addition, the shear strength of glue line reduced by applied combined treatments. In addition, microscopic images showed that this process changed the physical structure of the surface.

    Keywords: Poplar wood, glue line, Surface roughness, Contact angle
  • Maryam Allahdadi, Ali Abdulkhani *, Sahab Hedjazi Pages 551-560

    Conversion of renewable and sustainable materials to valuable products is a known way to replace synthetic polymers with natural polymers. lignin is a bio-renewable material and it is the second most abundant biopolymer from biomass. In this work, lignin-based hydrogel was synthesized by crosslinking reactions between dialdehyde cellulose and aminated lignin. Lignin was subjected to amination by Mannich reaction and cellulose was oxidized by sodium metaperiodate, which has been confirmed by FTIR spectroscopy too. The FTIR spectroscopy of the produced hydrogel showed that aldehyde groups of oxidized cellulose react with the amino groups of aminated lignin through a Schiff base, which provide the successfully crosslinking for construction of a hydrogel network. SEM revealed a porous architecture of hydrogel with different pore size distributions. The surface Properties of hydrogel was determined by BET analysis, which indicated the internal porosity of the hydrogel. The results confirmed that the aminated lignin-based hydrogel prepared in this research is a sustainable green hydrogel, which would be beneficial for different applications.Conversion of renewable and sustainable materials to valuable products is a known way to replace synthetic polymers with natural polymers. Lignin, bio-renewable material, is the second most abundant biopolymer from biomass. In this work, the lignin-based hydrogel was synthesized by crosslinking reactions between dialdehyde cellulose and aminated lignin. So lignin was subjected to amination by Mannich reaction and cellulose was oxidized by sodium metaperiodate, which has been confirmed by FTIR spectroscopy results. The FTIR spectroscopy of the produced hydrogel showed that aldehyde groups of oxidized cellulose react with the amino groups of aminated lignin through a Schiff base, which provides the successful crosslinking for the construction of a hydrogel network. SEM revealed a porous architecture of hydrogel with different pore size distributions. The surface properties of hydrogel were determined by BET analysis, which indicated the internal porosity of the hydrogel. The results confirmed that the aminated lignin-based hydrogel prepared in this research was a sustainable green hydrogel, which would be beneficial for different applications (hygiene, agriculture, etc).

    Keywords: Hydrogel, Lignin, Dialdehyde cellulose, Schiff Base
  • Akbar Rostampour Haftkhani, Mearaj Sharari *, Mohammad Arabi, Farajolah Hajializadeh Pages 561-573

    The aim of this study was to improve the joints of the mitered furniture frames by using the densified poplar dowels (Populus alba) instead of beech dowels. Therefore, the effects of the dowel number (one and two dowels), dowel diameter (8, 10, and 12mm), and compression ratio (0, 15, and 30%) on bending moment capacity of L-shaped frame corner joints constructed of medium-density fiberboard (MDF) under diagonal tension load were investigated. Then, their performance was compared with those manufactured with beech dowels. Polyvinyl chloride (PVA) was used for gluing the joints. Diagonal loading was performed by Hounsfield (model No. 0380) testing machine with a 5 mm/min loading rate. The results revealed that the bending moment capacity of joints was increased 105.5, 54.3, and 28.75% respectively with the increase of the dowel number, dowel diameter, and compression ratio. The highest bending moment capacity was observed in the joints made out of two 30% compressed dowels with a diameter of 10 mm, and the least of them were seen in joints constructed of one uncompressed dowel with a diameter of 8 mm. the comparison of the joints dowelled by poplar with beech showed that the difference among the bending moment capacity of joints made of poplar dowels with 30% compression ratio and beech dowels was very small (less than one percent), which indicates usability of the densified poplar dowels instead of beech ones.

    Keywords: corner joints, MDF frame, densified poplar dowel, bending moment capacity
  • Mehdi Alishiri *, Amir Homan, Habiballah Khademieslam, MOHAMMAD TALAEIPOUR, Sadigheh Basirjafari Pages 575-586

    By considering the high consumption of acoustic panels in the related industries and the importance of natural fibers’ consumption as proper sound absorber replacement for synthetic fibers, the probability of producing acoustic panels made of date-palm-trunk fibers and sodium silicate adhesive is assessed. The effect of thickness, density, particle length, adhesive percentage and air-gap on sound absorption coefficient are measured according to ASTM 10534-2 ISO at 250, 500, 1000, 2000 and 4000 Hz frequencies. The results reveal that an increase in thickness shifts the sound absorption coefficient peak towards lower frequencies. An increase in density increases the sound absorption coefficient and at high frequencies it decreases. An increase in particle length increases sound absorption coefficient and at 4000 Hz this process is reversed. An increase in adhesive percentage decrease sound absorption coefficient at high frequencies. The effect of 25 and 41 mm air-gap on sound absorption frequency on the best produced panels of 32 and 16 mm thick, respectively, is assessed.  Panels of low thickness at higher air-gap enhance sound absorption coefficient at all frequencies. This fact can be highly contributive in reducing production cost of environment-friendly acoustic panels where, silicate sodium adhesive is consumed.

    Keywords: sodium silicate, Sound absorption coefficient, Impedance tube, date palm