ALUMİNYUM HİDRAT VE KALSİYUM KARBONATIN GRİ KARTON ÖZELLİKLERİNE ETKİLERİ

Year 2023, Volume: 7 Issue: 2, 243 - 252, 30.10.2023

Hülya Varlıbaş Başboğa Arif Karademir

https://doi.org/10.32328/turkjforsci.1338953

Abstract

Lignoselülozik malzemelerden üretilen kağıt grupları hammadde temini konusunda uzun süredir sorunlar yaşamaktadır. Dünya çapındaki üreticiler ve araştırmacılar hammadde temini sorunlarının çözümünü araştırmaya devam etmektedir. Araştırma sırasında bazı çözüm yolları bulmuşlardır. Bunlardan en sık kullanılan çözüm yolu ise hamura dolgu maddesi ilave edip hammadde miktarını azaltarak kağıdın kalitesinin artmasına katkı sağlamayı hedeflemişlerdir. Yapılan çalışmalarda dolgu maddelerinin belirli bir orana kadar kullanımının nihai ürünün kalitesini iyileştirdiği, kullanım oranının artmasıyla kağıdın fiziksel ve mukavemet özelliklerinin azaldığı belirlenmiştir. Bu çalışmada, kağıt sektöründe en fazla dolgu maddesi olarak kullanılan Kalsiyum Karbonat’a alternatif bir dolgu maddesi olarak Alüminyum Hidrat’ın gri karton üretiminde değerlendirilmesinin üretilen kağıtların mukavemet (kopma ve patlama direnci) ve optik (beyazlık, parlaklık, sarılık ve CIE L a b değerleri) özellikleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Çalışma kapsamında gri karton hamur süspansiyonu içerisine Kalsiyum Karbonat ve Alüminyum Hidrat beş farklı (%0, %5, %10, %20 ve %30) oranda dolgu maddesi olarak kullanılmıştır. Farklı dolgu maddesi katılımıyla, standart British Sheet Former cihazında 75 gr/m2 gramajda el kâğıtları üretilmiştir. Elde edilen sonuçlar neticesinde, Kalsiyum karbonat ve Alüminyum Hidrat dolgu maddeleri kullanımı sonucu kâğıtların optik özellikleri iyileşirken, kopma ve patlama dirençlerinde düşme kaydedilmiştir. Dolgu maddelerinin aynı oranda kullanılmasıyla kâğıtların özellikle beyazlık ve parlaklık değerlerinde, Alüminyum Hidrat yaklaşık 2 ile 3 kat arasında Kalsiyum Karbonattan daha çok yükselme sağlamıştır. Sarılık değerlerinin düşürülmesinde de aynı ilişki belirlenmiştir. Çalışmanın sonuçlarının kağıt üreticilerine faydalı bir öneri olacağına inanılmaktadır.

Keywords

Kağıt Üretimi, Gri Karton, Dolgu Maddesi, CaCO3, Alüminyun Hidrat

Thanks

Yazarlar, gri kartonun temin edilmesi, hamurlaştırma ve kağıt yapma süreçlerinin gerçekleştirilmesi ve özellikle sonuçların değerlendirilmesinde katkı yapan Kahramanmaraş Kağıt Fabrikası ve Varaka Kağıt Sanayi A.Ş. teknik ekibine teşekkür etmektedir.

THE EFFECTS OF ALUMINUM HYDRATE AND CALCIUM CARBONATE ON GRAY CARTON PROPERTIES

Abstract

Paper groups produced from lignocellulosic materials have been experiencing problems in the supply of raw materials for a long time. Manufacturers and Researches around the world continue to seek solutions to raw material supply problems. During the research, they found some solutions. The most commonly used solution is to add filler to the dough and reduce the amount of raw material, aiming to contribute to the increase in the quality of the paper. Studies have shown that the use of fillers to a certain extent improves the quality of the final product, and decreases the physical and mechanical properties of the paper as the usage rate increases. In this study, the impact of Aluminum Hydroxide, an alternative filler to Calcium Carbonate, which is widely used as a filler in the paper industry, on the strength (burst and tear strength) and optical properties (whiteness, brightness, yellowness, and CIE L a b values) of grey cardboard was investigated. Within the scope of the study, Calcium Carbonate and Aluminum Hydroxide were used as fillers in the grey cardboard pulp suspension in five different ratios (%0, %5, %10, %20, and %30). With different filler additions, hand sheets were produced with a basis weight of 75 g/m2 using the standard British Sheet Former device. As a result, while the optical properties of the papers improved with the usage of Calcium Carbonate and Aluminum Hydroxide fillers, a decrease in burst and tear strength was recorded. With the same level of additions, Aluminum Hydroxide provided an increase in whiteness and brightness values, particularly between 2 to 3 times more than Calcium Carbonate. The same relationship was observed in reducing yellowness values. It is believed that the results of the study will be a useful recommendation for paper manufacturers.

Keywords

Paper Production, Gray Cartoon, Fillers, CaCO3, Aluminum Hydrate

References

• Ciğer, M. (2023). Kağıt Sektörü Yeşil Dönüşüme Hazır. https://geridonusumekonomisi.com.tr/kagit-sektoru-yesil-donusume-hazir.html/21.09.2023.
• Çiçekler, M., Sözbir, T. & Tutuş, A. (2023). Improving the Optical Properties and Filler Content of White Top Testliners by Using a Size Press. : ACS Omega 2023, 8, 21000−21007.
• Ekinci, I., (1998). Kağıda Yatırım Kazandıracak Power, 51-55.
• Erkan, Z.E. & Malayoğlu, U. (2001). Kağıt-Karton Sanayiinde Kullanılan Endüstriyel Hammaddeler ve Özellikleri. 4 Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu 118-19 Ekim 2001, İzmir, Türkiye.250-257.
• Eroğlu, H. & Usta, M. (2004). Kağıt ve Karton Üretim Teknolojisi Ders Kitabı Cilt I, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon.
• Gill, R.A. (1995). “Fillers for Papermaking” in Applications of Wet-End Paper Chemistry Edd: By Che On Au and Ian Thorn, Blackie Academic&Professional, London, UK, pp:54-76.
• Huang, X., Shen, J. & Qian, X.(2013). Filler modification for papermaking with starch/oleic acid complexes with the aid of calcium ions. Carbohydrate Polymers 98 (2013) 931–935.
• Hubbe, M.A. & Gill, R.A. (2016). Fillers for papermaking: A review of their properties, usage practices, and their mechanistic role. BioResources. 11(1), 2886–2963. https://doi.org/10.15376/biores.11.1.2886-2963.
• İhlas Haber Ajansı, (2021). Hammadde sorunu kağıt sektörünü zorluyor, (Yayınlanma tarihi: 2021.05.10) https://www.ensonhaber.com/ekonomi/ham-madde-sorunu-kagit-sektorunu-zorluyor/21.09.2023 Erişim Tarihi: 25.09.2023.
• Kağıt sektör raporu, (2021). Kağıt Sektör Raporu Sanayi Genel Müdürlüğü Türkiye Cumhuriyeti Sanayi ve Ticaret Bakanlığı. S.5.
• Karademir, A., Cetin, N. S., Tutus, A., Ozmen, N., Kurt, R. & Mengeloğlu, F. (2003a). Effects of CaCO3 Loading on Some Properties of Woodfree Papers, International Conference WPP 2003, Chemical Technology of Wood, Pulp and Paper, Brastislava, Slovak Republic, pp:184-188.
• Karademir, A., Tutuş A. & Mengeloğlu F. (2003b). Kağıt İç Yapıştırmasında Kaolen, CaCO3, ve TiO2 Dolgu Maddelerinin Alkil Keten Dimer (AKD)’i Tutma Karakteristikleri. XI. Ulusal Kil Sempozyumu Bildiri Kitabı 3 Eylül 2003.
• Karademir, A., Varlibas, H. & Cicekler, M. (2013). A study on the chemical retention of CaCO3 on paper production. SDU Faculty of Forestry Journal. 14(1), 48–52.
• Lourenço, A. F., Gamelas, J.A.F. & Ferreira, P.J. (2014). Increase of the filler content in papermaking by using a silica-coated PCC filler. PAPER CHEMISTRY Nordic Pulp & Paper Research Journal Vol 29 no (2).
• Poyraz, B. (2020). Türkiye Kağıt Sektörünün Dışa Bağımlılığı Ve Hammadde Tedarikinin Etkisi. İstanbul Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi.
• Shen, J., Song, Z., Qian, X. & Liu, W. (2009). Modification of papermaking grade fillers: A brief review. BioResources. 4(3), 1190–1209.
• Shen, J., Song, Z., Qian, X. & Yang, F. (2010). Carboxymethyl cellulose/alum modified precipitated calcium carbonate fillers:Preparation end their use in papermaking, Carbonhydrate Polymers 81(3), 545-553.
• Tutuş, A., Sakçılar, U. & Çiçekler, M. (2019). Gri Kartonların Yüzey Özellikleri Üzerine Kalenderleme Koşullarının Etkisi. 3. Uluslararası Basım Teknolojileri Sempozyumu İstanbul TÜRKİYE. S: 330-342.
• Xie, W., Chen, F., Wang, C. & Liu, Z.(2018). Modification of PCC with agar and its application in papermaking. SAMSE 2018 IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 490 (2019) 022054 IOP Publishing doi:10.1088/1757-899X/490/2/022054.
• Varlıbaş Başboğa, H. (2021). Yanmaz ve Hidrofobik Kuşe Formulasyon Eldesi Üzerine Araştırmalar. BTÜ Fen Bilimler Enstitüsü, Doktora Tezi.
• Yang, F., Zhang, Y. & Feng, Y. (2017). Adding Aluminum Hydroxide to Plant Fibers Using in situ Precipitation to Improve Heat Resistance. BioResources 12(1), 1826-1834.