دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل 2322-2077 32 4 2025 12 22 Improvement of Printability Features of Iranian Writing Paper with Biodegradable Coatings بهبود ویژگیهای چاپ پذیری کاغذ تحریر ایرانی با پوشش دهی به وسیله مواد زیست تخریب پذیر 129 150 7522 10.22069/jwfst.2025.24090.2129 FA جعفر ابراهیم پور کاسمانی دانشیار، گروه چوب و کاغذ، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران احمد ثمریها استادیار، گروه علوم مهندسی، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران Journal Article 2025 09 19 Background and Objective:<br />Writing and printing paper, due to its characteristics such as whiteness, gloss, air resistance, and favorable printability, is regarded as one of the main types of paper used in the printing industry. However, domestically produced samples still require improvement in terms of colour uniformity, surface roughness, and physical properties—factors that can significantly influence print quality. In this study, to enhance the physical and printing properties of the writing and printing paper produced by Mazandaran Wood and Paper Company, biodegradable coating materials including nanographene, zein, and fluorine were employed.<br />Materials and Methods:<br />For this purpose, writing and printing paper with a grammage of 70 g.m-2 was prepared and subjected to various tests. To coat the paper surface, nanographene, zein, and fluorine were weighed separately, along with styrene-butadiene latex at specified weight percentages. Based on the treatment conditions. The materials were mixed in a blender at a rotational speed of 1500 rpm for 20 minutes to obtain a homogeneous mixture. This process ensured the uniform distribution of materials on the paper surface. Before conducting the tests, both control samples and coated samples were placed in standard environmental conditions (20°C and 65% relative humidity). The characteristics examined in this study included thickness, ash content, air permeability, roughness, opacity, whiteness, brightness, gloss, optical density, and adhesion. These characteristics were measured accurately to thoroughly assess the impact of coating on paper quality.<br />Results:<br />The results indicated that coating increased thickness, ash content, air permeability, whiteness, gloss, and optical density. Compared to the control sample, these features showed significant improvement. However, a decrease in opacity and brightness was observed, indicating that the coating positively affected the visual quality of the paper. In cases where coating materials were used separately, roughness also decreased, which in turn could affect print quality. In other words, the air resistance of the sample coated with graphene, zein, and fluorine increased by approximately 35 times compared with the control sample. Moreover, the ash content in the zein-coated sample was about 5.96 times lower than that of the control, indicating an improvement in paper quality. The opacity of the fluorine-coated sample showed a 3.7% decrease compared to the control. Additionally, the zein-coated sample exhibited a 45.5% increase in whiteness, while the sample coated with both zein and nanographene demonstrated a 431% increase in gloss. The adhesion of the coated layer and the applied flexo ink was excellent, as both layers were completely removed along with the paper surface (substrate) by the adhesive. This feature indicates the high ability of this type of coating to maintain cohesion and print quality.<br />Conclusion:<br />This study demonstrates that the use of nanographene, zein, and fluorine as coatings can significantly improve the physical and printability features of writing paper. In particular, the increased gloss, whiteness, and air permeability make this paper a more suitable option for book printing. Overall, these results can contribute to the design and production of high-quality papers and add greater value to the printing and paper industry in Iran. سابقه و هدف<br />کاغذ تحریر به‌دلیل ویژگی‌هایی مانند رنگ سفید، براقیت، مقاومت در برابر عبور هوا و چاپ‌پذیری مطلوب، یکی از اصلی‌ترین انواع کاغذ مورد استفاده در صنعت چاپ به‌شمار می‌رود. با این حال، نمونه‌های تولید داخل کشور از نظر یکنواختی رنگ، زبری سطح و ویژگی‌های فیزیکی نیازمند بهبود هستند، عواملی که می‌توانند بر کیفیت چاپ تأثیرگذار باشند. در این پژوهش، با هدف ارتقای ویژگی‌های فیزیکی و چاپ‌پذیری کاغذ چاپ و تحریر تولیدی شرکت چوب و کاغذ مازندران، از پوشش‌دهی با مواد زیست‌تخریب‌پذیر شامل نانوگرافن، زئین و فلورین استفاده شد.<br />مواد و روش‌ها<br />برای این منظور، کاغذ چاپ و تحریر با گراماژ 70 گرم بر متر مربع تهیه و مورد آزمون‌های مختلف قرار گرفت. به‌منظور اندود سطح کاغذ، ابتدا نانوگرافن، زئین و فلورین به‌همراه لاتکس استایرن-بوتادین با درصدهای وزنی مشخص به‌طور جداگانه توزین شدند. سپس، بر اساس شرایط تیمار، مواد در دستگاه مخلوط‌کن با سرعت چرخش 1500 RPM به مدت 20 دقیقه مخلوط شدند تا مخلوطی همگن حاصل شود. این فرآیند به‌منظور حصول اطمینان از توزیع یکنواخت مواد در سطح کاغذ انجام شد. قبل از انجام آزمون‌ها، نمونه‌های شاهد و نمونه‌های پوشش‌داده‌شده در شرایط محیطی استاندارد (دمای 20 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 65%) قرار گرفتند. ویژگی‌های مورد بررسی در این تحقیق شامل ضخامت، خاکستر، مقاومت به عبور هوا، زبری، ماتی، سفیدی، روشنی، براقیت، دانسیته نوری و چسبندگی بودند. این ویژگی‌ها به‌دقت اندازه‌گیری شدند تا تأثیر پوشش‌دهی بر کیفیت کاغذ به‌طور کامل مورد ارزیابی قرار گیرد.<br />یافته‌ها<br />نتایج نشان داد که پوشش‌دهی باعث افزایش ضخامت، خاکستر، مقاومت به عبور هوا، سفیدی، براقیت و دانسیته نوری شد. به‌طوری‌که در مقایسه با نمونه شاهد، این ویژگی‌ها به‌طور قابل توجهی بهبود یافتند. در حالی که نسبت به نمونه شاهد کاهش ماتی و روشنی مشاهده شد، این نتایج نشان‌دهنده این است که پوشش‌دهی تأثیر مثبت بر کیفیت ظاهری کاغذ دارد. در مواردی که از مواد پوششی به‌صورت مجزا استفاده شده است، میزان زبری نیز کاهش یافته است که به نوبه خود می‌تواند روی کیفیت چاپ تأثیر بگذارد. به‌عبارتی دیگر، مقاومت به عبور هوا در نمونه پوشش‌داده‌شده با گرافن، زئین و فلورین حدود ۳۵ برابر نسبت به نمونه شاهد افزایش یافت. همچنین، مقدار خاکستر در نمونه پوشش‌داده‌شده با زئین نسبت به نمونه شاهد 96/5 برابر کمتر را بود که نشان‌دهنده بهبود کیفیت کاغذ است. ماتی نمونه پوشش‌داده‌شده با فلورین نسبت به نمونه شاهد 7/3 درصد کاهش را نشان داد. همچنین، نمونه پوشش‌داده‌شده با زئین نسبت به نمونه شاهد 5/45 درصد افزایش سفیدی و نمونه پوشش‌داده‌شده با زئین و نانوگرافن نسبت به نمونه شاهد 431 درصد افزایش براقیت را نشان داد. میزان چسبندگی لایه پوشش‌داده‌شده و مرکب فلکسو اعمال‌شده عالی است، زیرا هر دو لایه همراه با سطح کاغذ (زیرآیند) توسط چسب به‌طور کامل کنده می‌شوند. این ویژگی نشان‌دهنده توانایی بالای این نوع پوشش در حفظ انسجام و کیفیت چاپ است.<br />نتیجه‌گیری<br />این تحقیق نشان می‌دهد که استفاده از نانوگرافن، زئین و فلورین به‌عنوان پوشش‌دهنده می‌تواند بهبود قابل توجهی در ویژگی‌های فیزیکی و چاپ‌پذیری کاغذ تحریر ایجاد کند. به‌خصوص، افزایش براقیت، سفیدی و مقاومت به عبور هوا، این کاغذ را به گزینه‌ای مناسب‌تر برای چاپ کتاب تبدیل می‌کند. به‌طور کلی، این نتایج می‌تواند به طراحی و تولید کاغذهای با کیفیت بالا کمک کند و به صنعت چاپ و کاغذ ایران ارزش افزوده بیشتری ببخشد. https://jwfst.gau.ac.ir/article_7522_d446138d507faed118b3329acf079cd0.pdf