Қағаз жасау өнеркәсібі өнім сапасын арттыру, шығындарды оңтайландыру және қоршаған ортаға әсерді азайту қажеттілігімен үнемі күресіп келеді. Осы қиындықтардың аясында ерекше кеуекті архитектурасымен және кремний диоксидіне бай құрамымен сипатталатын диатомит ұнтағы түрлендіргіш толтырғыш және жабын пигменті ретінде пайда болды. Бұл әмбебап материал басып шығару, жазу және орау қағазының мөлдірлігін, механикалық беріктігін және басып шығару мүмкіндігін айтарлықтай арттырады, сонымен бірге ағаш целлюлозасы мен синтетикалық қоспаларға тәуелділікті азайтады.
Диатомит ұнтағын қағаз өндірісінде пайдалану салалық сипаттамаларға сәйкес арнайы өңдеуді қажет етеді. Шикі диатомит кені саз бен құм ластаушы заттарын кетіру үшін мұқият жуудан өтеді. Кейіннен ол маңызды кеуекті құрылымын сақтау үшін 100-120°C температурада ақырын кептіріледі. Содан кейін ұнтақтау процестері 5-30 мкм аралығындағы бөлшектердің өлшемдері бар ұнтақты алу үшін қолданылады. Әдетте 5-15 мкм диапазонындағы ұсақ бөлшектер жоғары жылтыр баспа қағазы үшін жоғары өнімді жабын пигменттері ретінде пайдаланылады, ал ірі бөлшектер (20-30 мкм) жазу және қаптама қағаздарын қолдануда тиімді толтырғыштар ретінде қызмет етеді. Диатомит ұнтағының кейбір түрлері целлюлоза талшықтарымен үйлесімділікті арттыру үшін катионды полимерлермен беткі өңдеуден өтеді, бұл целлюлоза матрицасында біркелкі дисперсияны қамтамасыз етеді.
Қағаз толтырғышы ретінде диатомит ұнтағы кальций карбонаты (CaCO₃) немесе каолин сияқты дәстүрлі баламалардан көптеген аспектілері бойынша асып түседі. Оның кеуекті табиғаты жарықтың шашырауын жақсартуға мүмкіндік береді, негізгі салмақтың бір мезгілде артуынсыз қағаздың мөлдірлігін айтарлықтай арттырады. Баспа қағазын өндіруде ағаш целлюлозасының 10-15%-ын диатомит ұнтағымен алмастыру TAPPI мөлдірлігін 10-15%-ға арттыруға мүмкіндік береді. Бұл қағаз өндірушілерге целлюлоза тұтынуын азайтуға мүмкіндік береді, осылайша ормандардың жойылуын азайтуға және шығындарды үнемдеуге ықпал етеді. Мысалы, фин қағаз фабрикасы офсеттік баспа қағазының құрамына 8% диатомит ұнтағын қосты, бұл мөлдірліктің 88%-дан 96%-ға дейін артуына, целлюлозаны пайдаланудың 12%-ға төмендеуіне және шикізат құнының 18%-ға төмендеуіне әкелді. Сонымен қатар, диатомит ұнтағының жоғары ақтығы (L* мәні ≥92) қағаздың жарқын, таза көрінісін сақтауын қамтамасыз етеді, бұл жоғары сапалы мәтін мен кескінді көшіру үшін маңызды.
Диатомит ұнтағы қағаздың механикалық беріктігін арттыру арқылы дәстүрлі толтырғыштардың жалпы шектеулерін де шешеді. Оның кеуекті құрылымы целлюлоза талшықтары арасындағы тиімді байланысқа ықпал етеді, целлюлозаға біріктірілген кезде «көпірлер» рөлін атқарады. CaCO₃ толтырылған қағазбен салыстырғанда, диатомит ұнтағы созылу беріктігін 8-12%-ға, ал жыртылу беріктігін 10-15%-ға арттыра алады. Бұл қасиет әсіресе қатаң өңдеу мен тасымалдауға төтеп беруі керек қаптама қағазы үшін құнды. Мысалы, қытайлық қаптама қағазын өндіруші гофрленген қағаз құрамына 12% диатомит ұнтағын қосу арқылы жарылу беріктігін 2,5 кПа·м²/г-тан 3,2 кПа·м²/г-ға дейін айтарлықтай жақсартты, бұл қағаздың ауыр жүктемелерді ақаусыз көтеруіне мүмкіндік береді.
Басып шығару мүмкіндігі - диатомит ұнтағының тағы бір артықшылығы. Жабын пигменті ретінде ол сияның адгезиясын және нүктелердің көбеюін оңтайландыратын тегіс, біркелкі бет жасайды. Журналдар мен каталогтар үшін жиі қолданылатын жабынды ағашсыз қағазда диатомит ұнтағына негізделген жабындар бетінің кедір-бұдырлығын (Ra) 0,5-0,8 мкм көрсетеді, ал каолин негізіндегі жабындар үшін бұл көрсеткіш 1,0-1,2 мкм. Бұл тегіс бет басып шығару нүктелерінің айқынырақ болуына, сияның ағуының азаюына және түстердің жандылығының жоғарылауына әкеледі. Баспа өнеркәсібіндегі сынақтар диатомит ұнтағымен қапталған қағаздың нүктелердің 90-95% -ға артуына қол жеткізетінін көрсетеді, ал дәстүрлі жабынды қағаз үшін 80-85%. Сонымен қатар, диатомит ұнтағының кеуекті құрылымы артық сияны тиімді сіңіреді, кептіру уақытын 20-25%-ға қысқартады және осылайша баспа машинасының тиімділігін арттырады және өндірістік кедергілерді азайтады.
Қағаз өндірісіндегі диатомит ұнтағының қоршаған ортаға тигізетін пайдасы айтарлықтай. Целлюлозаға деген қажеттілікті азайту арқылы ол целлюлоза өндірісімен байланысты энергия тұтынуды және парниктік газдар шығарындыларын азайтады, бұл қарқынды ағаш кесуді, тасымалдауды және химиялық өңдеуді қамтиды. 10% диатомит ұнтағын қамтитын қағаз фабрикалары CO₂ шығарындыларының 10-12%-ға төмендегенін хабарлайды. Қоршаған ортаға микропластиктерді шығаруы мүмкін синтетикалық толтырғыштардан айырмашылығы, диатомит ұнтағы биологиялық ыдырайтын және улы емес. Диатомит ұнтағын пайдаланатын фабрикаларда ағынды суларды тазарту да жеңілдетілген, себебі ұнтақты тұндыру арқылы алып тастауға және төменгі сұрыпты қағаз өнімдерінде қайта пайдалануға болады, бұл қалдықтардың пайда болуын азайтады.
Арнайы қағаз қолдануда диатомит ұнтағы ерекше функционалды қасиеттер береді. Фаст-фуд пен жеңіл тағамдар үшін жиі қолданылатын май өткізбейтін қаптама қағазында оның кеуекті құрылымы майға қарсы тиімді тосқауыл жасайды, полиэтилен (ПЭ) сияқты синтетикалық жабындарға тұрақты балама ұсынады. Жапондық фаст-фуд желісі қағаздың компостталуын сақтай отырып, диатомит ұнтағымен модификацияланған май өткізбейтін қағазға ауысқаннан кейін майға төзімділіктің 40%-ға жақсарғанын хабарлады. Түбіртектер мен жапсырмалар үшін қолданылатын термиялық қағазда диатомит ұнтағы баспа сезімталдығын арттырып, энергия шығынын азайтып, жылу өткізгіш ретінде қызмет етеді, осылайша термиялық баспа бастарының қызмет ету мерзімін ұзартады.
Диатомит ұнтағымен қағазды формулалау кезінде рН үйлесімділігі, дисперсия және жүктеу деңгейлері сияқты бірнеше факторларды ескеру қажет. Диатомит ұнтағы қазіргі заманғы қағаз жасау процестеріне тән бейтараптан аздап сілтілі рН диапазонында (6,5-8,0) тұрақтылықты көрсетеді, бұл қышқыл тудыратын талшықтың ыдырауына жол бермейді. Гидроұнтақтарды немесе диспергаторларды пайдалану арқылы қол жеткізілетін дұрыс дисперсия бөлшектердің агломерациясын болдырмау үшін өте маңызды, бұл қағаз ақауларына, мысалы, дақтар немесе тесіктерге әкелуі мүмкін. Жүктеме деңгейлері қолданылуына байланысты өзгереді: басып шығару және жазу қағазы үшін 5-10%, қаптама қағазы үшін 10-15% және арнайы қағаз үшін 15-20%. 20%-дан асып кету қағаздың икемділігін төмендетуі мүмкін, бұл талшық қоспасын түзетуді қажет етеді.
Қорытындылай келе, диатомит ұнтағы қағаз жасау өнеркәсібінде төңкеріс жасап, мөлдірлік, беріктік, басып шығару мүмкіндігі және тұрақтылық саласында айтарлықтай жетістіктерге жетті. Целлюлозаны пайдалануды азайту, шығындарды азайту және қағаз өнімділігін жақсарту қабілеті оны қағаз өнімдерінің кең ауқымын шығаратын фабрикалар үшін таңдаулы материал ретінде көрсетеді. Өнеркәсіп қоршаған ортаны қорғау мен өнімнің сапасына басымдық беруді жалғастырған сайын, қағаз жасау үшін қолданылатын диатомит ұнтағына деген әлемдік сұраныс экспоненциалды өсуге дайын. Бұл үрдіс материалдың тұрақты қағаз жасаудың болашағын қалыптастырудағы, инновацияларды дамытудағы және тұтынушылар мен салалардың дамып келе жатқан қажеттіліктерін қанағаттандырудағы маңызды рөлін көрсетеді. Диатомит ұнтағын қағаз жасау процестеріне біріктіру тиімдірек, экологиялық таза және жоғары өнімді қағаз өндірісін іздеудегі маңызды қадам болып табылады.
Жарияланған уақыты: 17 қыркүйек 2025 ж.
