| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,930 |
| تعداد مقالات | 33,069 |
| تعداد مشاهده مقاله | 43,676,755 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 20,186,949 |
تأثیر پوشش مجزا و ترکیبی نانوگرافن- فلورین-زئین بر خواص ممانعتی و مکانیکی کرافت لاینر قهوه‌ای بسته‌بندی میوه | ||
| تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 20 فروردین 1404 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwpr.2025.367277.1782 | ||
| نویسندگان | ||
| جعفر ابراهیم پور کاسمانی* 1؛ احمد ثمریها2 | ||
| 1دانشیار، گروه مهندسی چوب و کاغذ، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران. | ||
| 2گروه صنایع چوب، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: مقوای بسته بندی میوه از میوه در برابر ضربه، فشار، خرابی حین حمل و نقل محافظت کرده و باعث حفظ تازگی و کیفیت میوه می گردد. برای اینکه این هدفها تامین گردد باید استحکام مقوا را افزایش داده و ارتباط داخل و خارج مقوا را به حداقل رساند. در عین حال، زیست تخریب پذیر بوده و مقاوم و سازگار با محیط زیست ضروری باشد. کاغذ کرافت به‌عنوان گزینه‌ای مناسب برای حفظ کیفیت میوه‌ها شناخته می‌شود. بنابراین در این تحقیق به دنبال بهبود خواص ممانعتی و مکانیکی مقوا با پوشش دهی به وسیله نانوگرافن، فلورین و زئین بصورت مجزا و ترکیبی هستیم تا مقوای با کیفیت‌تر در دسترس مصرف کنندگان قرار گیرد. مواد و روش‌ها: کاغذ لاینر قهوه‌ای با جرم پایه آن 120 گرم از شرکت چوب و کاغذ مازندران تهیه شد. نانوگرافن نوع AO-4 از شرکت گرافن سوپرمارکت آمریکا، پروتئین زئین از شرکت سیگما آلدریچ و فلورین نیز از گروه تولیدی معدن کاوان تأمین شد. به‌منظور پوشش‌دهی، نانوگرافن، زئین و فلورین با درصدهای وزنی مشخص و بسته به شرایط تیمار، به‌مدت 30 دقیقه در دمای 50 درجه سانتی‌گراد با 100 گرم آب مقطر مخلوط شدند. سپس 5/2 گرم لاتکس استایرن بوتادین و 5/0 گرم پراکنده‌ساز D200 به مخلوط افزوده و به‌مدت 20 دقیقه با دور 1500 همگن شدند. محلول نشاسته کاتیونی (5 درصد) نیز به عنوان یک کمک نگهدارنده برای افزایش پوشش استفاده شد. محلول‌های پوششی با استفاده از Auto Bar Coater (GBC - A4 GIST Co., Ltd) روی ورق‌های کاغذ اعمال شد. خواص فیزیکی و مکانیکی مطابق با استانداردهای TAPPI و ISO اندازه‌گیری شد. طرح آزمایشی از نوع کاملاً تصادفی استفاده شد. تجزیه و تحلیل داده‌ها با استفاده از تجزیه واریانس یک‌طرفه و آزمون دانکن در سطح اعتماد 95 درصد انجام شد. نتایج: آنالیز واریانس یک‌طرفه نشان داد که بین ضخامت، جذب آب و تخلخل ۸ نوع کاغذ در سطح ۵ درصد اختلاف معنی‌دار وجود دارد. بیشترین ضخامت مربوط به کاغذ لاینر قهوه‌ای پوشش‌داده‌شده با گرافن و فلورین و کمترین آن به نمونه شاهد تعلق دارد، اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان ضخامت 27 درصد است. کمترین جذب آب در کاغذ لاینر قهوه‌ای پوشش‌داده‌شده با زئین، فلورین و نانوگرافن مشاهده شد. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان جذب آب 5/647 درصد است. همچنین، کمترین تخلخل به کاغذ پوشش‌داده‌شده با نانوگرافن اختصاص دارد. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان تخلخل 8/7365 درصد است. بررسی دانسیته نشان می‌دهد که بالاترین دانسیته در نمونه‌ای که با زئین و نانوگرافن پوشش داده شده، مشاهده می‌شود. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان دانسیته 5/14 درصد است. همچنین، بیشترین صافی سطح در کاغذ پوشش‌دار با نانوگرافن و زئین ثبت شده است. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان صافی سطح 9/23 درصد است. برای شاخص مقاومت در برابر کشش و پاره شدن، اختلاف معنی‌داری در سطح ۵ درصد مشاهده نشد، اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان شاخص مقاومت در برابر کشش و پاره شدن به ترتیب 5/15 و 4/26 درصد است. اما برای مقاومت در برابر ترکیدن، کمترین میزان به کاغذ پوشش‌داده‌شده با فلورین و زئین تعلق دارد. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان مقاومت در برابر ترکیدن 2/14 درصد است. در زمینه مقاومت به لهیدگی حلقوی نیز بیشترین مقاومت مربوط به کاغذ پوشش‌داده‌شده با زئین، فلورین و نانوگرافن است. اختلاف بین بیشترین و کمترین میزان مقاومت به لهیدگی حلقوی 1/16 درصد است. نتیجه‌گیری: هدف از بسته‌بندی مواد غذایی افزایش طول عمر نگهداری و حفاظت از آن‌ها در برابر عوامل فساد است. کاغذ و مقوا به عنوان مواد بسته‌بندی دارای مزایا و معایب خاصی هستند، از جمله عدم مقاومت در برابر رطوبت. این تحقیق به بهبود ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی کاغذ کرافت لاینر بسته‌بندی میوه پرداخته و نشان داده است که پوشش‌دهی باعث افزایش ضخامت و کاهش جذب آب می‌شود. این پوشش‌ها با نفوذ به منافذ کاغذ، ممانعت از جذب آب را بهبود می‌بخشند. عوامل مختلفی بر نفوذپذیری نسبت به آب تأثیر دارد، از جمله ساختار کاغذ و نوع پوشش. استفاده از نانوگرافن و زئین موجب کاهش تخلخل کاغذ و بهبود ویژگی‌های مکانیکی آن می‌شود. در این تحقیق، پوشش‌دهی کاغذ با نانوگرافن و زئین به طور قابل توجهی خواص ممانعتی را افزایش داده و کیفیت کاغذ را بهبود می‌بخشد. همچنین، نتایج نشان می‌دهد که این ترکیبات می‌توانند به کاهش جذب آب و تخلخل کاغذ کمک کنند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| لاینر قهوه‌ای؛ پوشش؛ معدنی؛ نانوگرافن؛ خواص کاغذ | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| The Effect of Separate and Combined Coating of Nanographene-Fluorine-Zein on the Barrier and Mechanical Properties of Brown Kraft Liner for Fruit Packaging | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Jafar Ebrahimpour Kasmani1؛ Ahmad Samariha2 | ||
| 1Associate Professor, Department of Wood and Paper Engineering, Savadkooh Branch, Islamic Azad University, Savadkooh, I.R. Iran. | ||
| 2Department of Wood Industry, National University Skill (NUS), Tehran, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and objectives: Fruit packaging cardboard protects fruits from impacts, pressure, and damage during transportation, while helping to maintain their freshness and quality. To achieve these objectives, it is essential to enhance the strength of the cardboard and minimize the interaction between its interior and exterior. At the same time, it must be biodegradable, durable, and environmentally friendly. Kraft paper is recognized as a suitable option for preserving the quality of fruits. Therefore, this research aims to improve the barrier and mechanical properties of cardboard by applying coatings of nano-graphene, fluorine, and zein, both separately and in combination, to provide consumers with higher quality cardboard Methodology: The brown kraft liner paper with a basis weight of 120 grams was obtained from the Mazandaran Wood and Paper Company. The nanographene type AO-4 was sourced from Graphene Supermarket in the USA, zein protein from Sigma Aldrich, and fluorine from Mine Kavaran Production Group. For coating, the nanographene, zein, and fluorine were weighed in specified weight percentages and mixed with 100 grams of distilled water for 30 minutes at 50 degrees Celsius, depending on the treatment conditions. Then, 2.5 grams of styrene-butadiene latex and 0.5 grams of dispersant D200 were added to the mixture and homogenized for 20 minutes at 1500 RPM. A 5% cationic starch solution was also added as a retention aid to enhance the coating. The coating solutions were applied to the paper sheets using an Auto Bar Coater (GBC - A4 GIST Co., Ltd). The physical and mechanical properties were measured according to TAPPI and ISO standards. The experimental design was completely randomized, and data analysis was performed using one-way ANOVA and Duncan's test at a 95% confidence level. Results: The one-way ANOVA analysis indicated that there are significant differences at the 5% level among the thickness, water absorption, and porosity of the 8 types of paper. The greatest thickness was observed in the brown liner paper coated with graphene and fluorine, while the lowest thickness was found in the control sample, with a difference of 27% between the maximum and minimum thickness. The lowest water absorption was noted in the brown liner paper coated with zein, fluorine, and nano-graphene, with a difference of 647.5% between the maximum and minimum water absorption. Additionally, the least porosity was attributed to the paper coated with nano-graphene, showing a difference of 7365.8% between the maximum and minimum porosity. Density analysis revealed that the highest density was observed in the sample coated with zein and nano-graphene, with a difference of 14.5% between the maximum and minimum density. Furthermore, the highest surface smoothness was recorded in the paper coated with nano-graphene and zein, with a difference of 23.9% between the maximum and minimum surface smoothness. For the tensile and tear resistance index, no significant difference was observed at the 5% level, with differences of 15.5% and 26.4% between the maximum and minimum tensile and tear resistance indices, respectively. However, for burst resistance, the lowest value was found in the paper coated with fluorine and zein, with a difference of 14.2% between the maximum and minimum burst resistance. In terms of ring crush test, the highest resistance was related to the paper coated with zein, fluorine, and nano-graphene, with a difference of 16.1% between the maximum and minimum ring crush test. Conclusion: The goal of food packaging is to extend shelf life and protect against spoilage factors. Paper and cardboard, as packaging materials, have specific advantages and disadvantages, including a lack of resistance to moisture. This research addresses the improvement of the physical and mechanical properties of kraft liner paper for fruit packaging and has demonstrated that coating increases thickness and reduces water absorption. These coatings enhance the prevention of water absorption by penetrating the pores of the paper. Various factors affect water permeability, including the paper structure and the type of coating. The use of nano-graphene and zein leads to a reduction in paper porosity and an improvement in its mechanical properties. In this study, coating the paper with nano-graphene and zein significantly increased barrier properties and improved paper quality. Additionally, the results indicate that these compounds can help reduce water absorption and porosity of the paper. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Brown Liner, Coating, Mineral, Nanographene, Paper Properties | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 32 |
||