کاغذ سنگ

کاغذ سنگ

سامان خالدیان

فوق لیسانس مدیریت کسب و کار (MBA) از دانشگاه علوم اقتصادی

لیسانس مهندسی مکانیک از دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

کاغذ سنگ(Stone Paper)(که با نام‌های دیگری همچون کاغذ معدنی، کاغذ ماربل(Marble Paper )یا مرمریت و کاغذ معدنی(Mineral Paper)غنی شده شناخته می‌شود) محصولی شبیه کاغذ است؛ ماده‌ی اصلی این محصول کربنات کلسیم(CaCO₃)است که با پلی اتیلن چگال(HDPE)تقویت می‌شود.

تاریخچه

کاغذ سنگ اولین بار در شرکت لانگ مِنگ تکنولوژیِ(Lung Meng Tech Co.) تایوان به تولید رسید و در اواخر دهه‌ی ۹۰ میلادی پروسه‌ی تولید این محصول شناخته شد. کاغذ سنگ در ۴۰ کشور به عنوان اختراع به ثبت رسیده است و به همین دلیل این محصول تحت نام‌های تجاری مانند گل سنگ، کاغذ اقتصادی و کاغذ صخره عرضه می‌گردد.

ویژگی‌ها و مزایا

چگالی این نوع کاغذ 1-1.6 g/m³ است که به مقدار کمی از کاغذ معمولی چگال‌تر است. کاغذ سنگ مزایای زیادی نسبت به کاغذ معمولی دارد به عنوان مثال کاغذ سنگ الکتریسیته‌ی ساکن جذب نمی‌کند، دارای ترکیبات اسیدی نیست و PH آن خنثی است، ضد آب و روغن است، حشراتی مانند موریانه به آن آسیب نمی‌زنند و به علت اینکه جنسی مانند لاتکس(Latex) دارد سخت‌تر از کاغذ معمولی پاره می‌شود. به علت اینکه این کاغذ از فیبرهای سلولزی ساخته نشده است سطح نرم‌تری نسبت به تمام کاغذ‌های سنتی دارد و نیازی به پوشش ندارد. ماده‌ی اولیه این نوع کاغذ که کلسیم کربنات است از ضایعات معادن مرمریت(Marble Quarries) تامین می‌شود

که بسیار ارزان‌تر از چوب است و به درختان نیز آسیب نمی‌رساند هم‌چنین در پروسه‌ی تولید نیازی به آب، اسید، سفید کننده و نور نیست. برای چاپ سیاه و سفید بر روی این کاغذ‌ها می‌توان از چاپگر لیزری معمولی(InkJet Printer) و برای چاپ رنگی از چاپگر با جوهر جامد(Solid Ink Printer)استفاده نمود.

کاربردها

• چاپ نقشه، دفتر و نشریه‌ی ضد آب
• برچسب‌ها و پلاک کمپانی‌ها که در آن نیاز به عمر طولانی داریم.
• پوستر، بنر و علائمی که در مکان‌های باز با احتمال بارش باران، برف و وزش باد نصب می‌شود.
• دفترچه‌های راهنما(User Manual)که در شرایط سخت و بد محیط کار استفاده می‌شوند و باید مقاوم باشند.
• ظروف یکبار مصرف
• تولید پکیج‌ها و بسته‌بندی‌های مقاوم
• سطل‌های آشغال محکم کاغذی
• دفترچه یادداشت کاملاً ضد آب برای غواصان حرفه‌ای که برای انجام کاری خاص به زیر آب می‌روند.

• 

• 

در این قسمت مثالی از یک کارخانه‌ی تولید کاغذ سنگ در چین آورده می‌شود و به صورت اجمالی پروسه‌ی تولید آن بررسی می‌گردد.

در روند تولید کاغذ سنگ که از آن به عنوان کاغذ قرن بیست و یکم یاد می‌شود از الیاف چوب استفاده نمی‌شود و در تولید آن آبی مصرف نمی‌گردد؛ این طراحی و اختراع دوباره‌ی کاغذ پروسه‌ی تولیدی بسیار خلاقانه و با استاندارد بالا دارد که به تولید کننده این مجال را خواهد داد که انواع مختلف کاغذ را بنا بر نیازهای مشتریان تولید کند که ارائه‌ی چنین محصولی با ویژگی‌های خاص جذابیت بسیار بالایی را برای مشتریان ایجاد خواهد کرد و به عنوان مزیت، رقابت پذیری بالایی را به این محصول جدید خواهد داد.

در نقطه‌ی شروع برای تامین مواد اولیه به سنگ‌های ماربل با درصد آهک بالا نیاز داریم، این ماده می‌تواند از پودر سنگ غنی از آهک تامین گردد، اگر ماده‌ی اولیه‌ی ما به صورت پودر سنگ نباشد باید دستگاه خُرد کننده‌ای(Grinder) در ابتدای خط قرار گیرد که بتواند قطعات سنگ ماربل را به صورت پودر در آورده و ماده اولیه را برای ورود به پروسه‌ی تولید آماده کند. در صورتی که حجم زیادی پودر سنگ مورد نیاز باشد و کارخانه ظرفیت بالایی داشته باشد می‌توان از لوله برای انتقال مخلوط آب و پودر سنگ (از محل کارخانه سنگبری و یا از محل معدن) استفاده کرد که این کار باعث صرفه جویی در زمان و هزینه‌ی حمل مواد اولیه خواهد شد در این صورت دستگاه خرد کننده باید در محل کارخانه سنگبری یا معدن نصب گردد.

برای تولید کاغذ پودر سنگ و  پلی اتیلن به نسبت ۴ به ۱ مخلوط می‌شوند، ذکر این نکته ضروری است که نسبت ۴ به ۱ بیشترین نسبت پودر سنگ به پلی اتیلن است که این نسبت می‌تواند تا ۳ (پودر سنگ) به ۲ (پلی اتیلن) کاهش یابد. در حال حاضر در کارخانه‌ی مورد بحث از پلی اتیلن زیستی(Biopolyethylene (also known as renewable polyethylene)) استفاده می‌شود که علاوه بر قابلیت بازیافت قابلیت تجزیه‌ی سریع‌تر در طبیعت را هم دارد.

همان‌طور که اشاره شد انواع متفاوتی از این نوع کاغذ وجود دارد که در این کارخانه ۵۰ نوع تولید می‌شود؛ این تنوع با تغییر المان‌های تولید ایجاد می‌گرد به عنوان نمونه این المان‌ها شامل تغییر در ضخامت کاغذ از ۸۰ میکرون تا ۸۰۰ میکرون، تغییر در ترکیب پودر سنگ و پلی اتیلن و تغییر پوشش روی کاغذ می‌باشند. با تغییر نسبت پودر سنگ و پلی اتیلن و افزایش پلی اتیلن کاغذ نرم‌تر و انعطاف پذیرتر می‌گردد درباره‌ی پوشش کاغذ سنگ در این کارخانه ذکر این نکته ضروری است که برای پوشش روی کاغذ سنگ ۴ نوع دستگاه وجود دارد و به وسیله‌ی این دستگاه‌ها رویه‌ی کاغذ را تغییر می‌دهند و با این تغییر تنوع بالایی ارائه خواهد شد، از آنجایی که پوشش ظاهری و رویه‌ی کاغذ در حدود ۲٪ وزن کاغذ را تشکیل می‌دهد لذا با تغییر آن تفاوت محسوسی در مشخصات مکانیکی محصول دیده نخواهد شد.  

هزینه‌ها

میزان هزینه‌های سرمایه‌ای برای خرید تجهیزات و ماشین آلات در کارخانه‌ی مذکور ۱۵۰ میلیون دلار آمریکا است که با توجه به حجم تولید (۱۲۰ هزار تن در سال) این مبلغ ۴۰٪ کمتر از هزینه‌ی تجهیزات تولید کاغذ معمولی با همین حجم تولید است. دلیل اصلی این کاهش این است که در تولید کاغذ سنگ نسبت به کاغذ معمولی نیازی به آب و دستگاه‌های تصفیه آب نیست و این مورد هزینه‌های سرمایه‌ای اولیه را به مقدار چشمگیری کاهش می‌دهد.

به غیر از هزینه‌های سرمایه‌ای که نسبت به کاغذ معمولی کاهش چشمگیر دارد، مواد اولیه‌ی کاغذ سنگ که دور ریز معادن مرمریت است نسبت به الیاف سلولزی خرد شده‌ی چوب بسیار ارزان‌تر است اما باید این را هم در نظر گرفت که برای تولید کاغذ سنگ به ماده‌ی اولیه گران قیمت پلی اتیلن هم نیاز داریم که قیمتی در حدود ۱۵۰۰ دلار برای هر تن دارد با در نظر گرفتن درصد اختلاط پودر سنگ و پلی اتیلن و تمامی قیمت‌ها هزینه‌ی مواد اولیه برای تولید مقدار مشخص کاغذ سنگ قیمت مواد اولیه بین ۴۰ تا 60 درصد از کاغذ معمولی کمتر است.  

اشتغال زایی و ارزش افزوده

کاغذ سنگ به صورت رول و یا برگه برای تولید نوشت افزار، پاکت‌های کاغذی فروشگاهی، کاغذهای  بسته بندی، کتاب و… استفاده می‌شود، کارخانه‌ی مورد بحث در بنژی سیتی(Benxi City) (در نزدیکی شنیانگ(Shenyang)) با تولید سالانه ۱۲۰ هزار تن  کاغذ آغاز به کار کرده‌ است و قصد دارد این ظرفیت را تا ۱ میلیون تن در سال افزایش دهد. این افزایش تولید به ۱۰۰۰ شغل در این صنعت کمک خواهد کرد و این به غیر از شغل‌های پایین دستی در کارخانه‌ی مورد اشاره است. این نوع کاغذ در مقایسه با کاغذ معمولی می‌تواند ضایعات معادن را به محصول بدل کند. به غیر از ایجاد ارزش افزوده از ضایعات، از نابودی جنگل‌ها جلوگیری می‌کند، سطح زمین‌های پرورش چوب کاهش می‌یابد و می‌تواند به تولید غذا اختصاص یابد و مصرف میلیون‌ها متر مکعب آب برای تولید چوب و در پروسه‌ی تولید کاغذ متوقف می‌گردد و این آب می‌تواند در زمینه‌های دیگری برای جامعه ارزش افزوده ایجاد کند.

در ایران

در اردیبهشت ماه سال ۱۳۹۶ اولین کارخانه‌ی تولید کاغذ سنگ ایران در شهرستان شبستر آذربایجان شرقی با ظرفیت ۳۰۰۰ تن در سال افتتاح گردید. برای بهره برداری از این کارخانه ۷۶ میلیارد ریال سرمایه گذاری شده است.

محیط زیست

برای تولید هر تن کاغذ معمولی به طور میانگین 20 درخت و 16000 گالن آب (معادل 60 هزار لیتر) مصرف می شود که در تولید همان مقدار کاغذ سنگ این اعداد صفر هستند؛ علاوه بر مصرف آب و قطع درختان به علت اینکه در پروسه‌ی تولید کاغذ سنگ انرژی کمتری مصرف می‌شود آلودگی هوای کمتری ایجاد می‌کند، همچنین در ساخت جعبه‌های بسته‌بندی و پاکت‌های فروشگاهی نسبت به پلاستیک برای محیط زیست کم‌ضررتر است  اما باید توجه داشت که چون کاغذ سنگ سرعت تجزیه‌ی کمی دارد برای حفاظت از محیط زیست باید آن را به روش‌های دیگری مانند تجزیه توسط نور به ملکول‌های کوچکتر تبدیل کرد تا دور ریز آن به محیط زیست آسیب نزند. علاوه بر نکات بالا به دو روش می‌توان کاغذ سنگ را بازیافت کرد:

• با دستورالعمل شماره‌ی ۲ بازیافت پلاستیک(Plastic #2 – HDPE (High Density Polyethylene)) در این نوع بازیافت محصول به شکل پلاستیک به چرخه باز خواهد گشت.
• می‌توان آن را طی بازیافت، بازهم به شکل کاغذ سنگ وارد پروسه‌ی تولید نمود.

در پایان

کاغذ سنگ مزایای بسیاری نسبت به کاغذ معمولی و پلاستیک دارد اما دلایلی وجود دارد که رقابت پذیری این محصول را نسبت به محصولات مشابه کمتر می‌کند:

• کاغذ سنگ محصولی جدید است و آشنایی کمی نسبت به آن وجود دارد.
• تولید کننده‌های کمی در دنیا این محصول را تولید می‌کنند.
• هزینه‌های سرمایه‌ای هنگفتی دارد و ماشین آلات تولید آن گران قیمت هستند و بدون وجود تقاضای قابل توجه در بازار، احداث خط تولید کاغذ سنگ به صرفه نیست.

با در نظر گرفتن تعداد معادن زیاد مرمریت، تراورتن و لایم استون و کارخانه‌های متعدد سنگبری در ایران و قیمت در حدود ۵۰ تا ۱۰۰ دلار برای هر تن پودر سنگ ماربل در بازار جهانی می‌توان بر روی فروش و صادرات ضایعات معادن و کارخانه‌ها تمرکز داشت؛ این ضایعات شامل سنگ‌های نامرغوب و حتی باطله‌ی معادن، سنگ‌های ریز جدا شده از بلوک‌ها، پودر سنگ و سنگ‌های بریده شده‌ی دور ریز در کارخانه‌ها می‌باشد، با این کار می‌توان از دور ریختن ضایعات و آسیب زدن به محیط زیست جلوگیری کرد و هم از فروش آن بهره‌مند شد. به این ترتیب ارزش افزوده‌ی بیشتری از سنگ، این ماده‌ی گرانبها به دست خواهد آمد.