Expancel Mikrokürelerinin Testliner Kağıdında Kullanılabilirliğinin Araştırılması

Year 2024, Volume: 20 Issue: 1, 106 - 120, 30.06.2024

Hülya Varlıbaş Başboğa Arif Karademir

https://doi.org/10.58816/duzceod.1417646

Abstract

Hammadde tedarikinde ciddi sıkıntı yaşayan kâğıt sektöründe ormanların yanında alternatif kaynaklar konusu ve özellikle atık kağıtların daha verimli işlenmesi üzerine yoğun araştırmalar yapılmaktadır. Son yıllarda kağıtların geri dönüşüme katılım oranlarının artması, kağıt üretim sistemine dahil olan geri dönüştürülmüş kağıtların kullanım miktarlarının artmasına da sebep olmuştur. Bu anlamda artan geri dönüşüm sayısı sonucu elyaf özelliklerindeki düşmelere bağlı olarak çok çeşitli katkı kimyasalları ve dolgu maddeleri kullanımı da doğal olarak artmaktadır. Kağıt üretiminde kullanılan temel maddeler lifsel maddeler, su ve lifsel olmayan yardımcı maddeler olacak şekilde genel bir sınıflandırma yapılabilir. Lifsel olmayan yardımcı maddeler arasında dolgu maddeleri, katkı maddeler, tutundurucu maddeler, su itici ve yanma geciktirici kimyasal maddeler gibi gruplara ayırmak mümkündür. Kağıtta dolgu maddeleri opaklığın artırılmasında, yüzey düzgünlüğünün sağlanmasında, baskı kalitesinin iyileştirilmesi, temini kolay ve ekonomik olması, enerji tasarrufu sağlaması gibi sebeplerinden ötürü kağıt üretiminde sıklıkla tercih edilmektedirler. Yapılan çalışmada Expancel adıyla üretilen bir kimyasal bileşenin kağıt üretiminde bir dolgu maddesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Sonuçlar kağıt sektörü için umut vericidir. Ayrıca elde edilen sonuçlar ışığında Expancel kullanımı ile kağıtlarda hacimsel artış olmuş, kağıtların eğilme(bükülme) değerlerini yükseltmiştir. Expancel katılımı kağıtların hava direncini artırmış, aşırı katılım da ise hava dirençlerinde düşme meydana gelmiştir. Mukavemet değerlerinde ise kısmi bir düşüş olmuştur.

Keywords

Expancel, hacimsel artış, kağıtta eğilme, hava geçirgenliği

Ethical Statement

Etik Beyana gerek bulunmamaktadır.

Thanks

Bu çalışmada CK Expancell kimyasalını temin eden Caran Kimya’ya teşekkür ederiz. Atık kâğıtların 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 ederiz.

References

• Anonim, (2023a). https://www.ankutsan.com/tr/blog/oluklu-mukavva-ve-surdurulebilirlik#:~:text=Oluklu%20mukavva%2C%20esnek%20ve%20yumu%C5%9Fak,nakliye%20ara%C3%A7lar%C4%B1nda%20minimum%20yer%20kaplar. Erişim Tarihi: 18.09.2023.
• Anonim, (2023b). https://www.youtube.com/watch?v=2jPBemBUWIk. Erişim Tarihi: 26.04.2023. Aboura, Z., Talbi, N., Allaoui, S. & Benzeggagh, M.L. (2004). Elastic behavior of corrugated cardboard: experiments and modeling. Composite Structures. Volume 63, Issue 1, January 2004, Pages 53-62.
• Allaoui, S., Aboura, Z. & Benzeggagh, M.L. (2011). Contribution to the modelling of the corrugated cardboard behaviour Physics arXiv: Classical Physics Corpus arXiv:1110.5417, Doi:https://doi.org/10.48550/arXiv.1110.5417.
• Bayrak, H., Bayrak, C. ve Güvendikler, M.E. (2020). Doğu Marmara Kağıt Sektör Raporu. Doğu Marmara Kalkınma Ajansı İzmit/KOCAELİ Erişim Adresi: www.marka.org.tr. Erişim Tarihi: 26.04.2023.
• Chehade, A. (2022). Expancel mikrosfärernas påverkan på bestrykningssmet och bestruken kartong(The impact of Expancel microspheres on coating and coated paperboard). Karlstads Universitet. Sağlık, Doğa ve Teknoloji Fakültesi Kimya Mühendisliği Yüksek Lisans Tezi, İsveç.
• Cheney, S.S., Thellen, C. & Ratto, J.A. (2012). Investıgatıon of Expandable Polymerıc Mıcrospheres for Packagıng Applıcatıons. U.S. Army Natick Soldier Research, Development and Engineering Center Natick, Massachusetts 01760-5018. Technical Report Natıck/Tr-12/020.
• Di Russo, F.M., Desole, M.P., Gisario, A. & Barletta, M. (2023).Evaluation of wave configurations in corrugated boards by experimental analysis (EA) and fnite element modeling (FEM): the role of the micro‑wave in packaging design. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2023;126(11-12):4963-4982. doi: 10.1007/s00170-023-11397-y. Epub 2023 Apr 25.
• Gadhave, R. & Gadhave, C. (2022) Application of thermally expandable microspheres in adhe-sives: review. Open Journal of Polymer Chemistry, 12, 80-92. doi: 10.4236/ojpchem.2022.122005.
• Garbacz, T. & Dulebova, L. (2020). Processıng of selected propertıes of extruded recycled plas-tics. Chemistry, Technology and Application of Substances. Vol. 3, No. 1, 2020.
• Gardfords, T. (2013). Synthesis and Evaluation of Expancel® Microspheres. ‘Degree Project in Engineering Chemistry’, Umeå University, Sweden.
• I’anson, S.J., Karademir, A. & Sampson, W.W. (2006). Specific contact area and the tensile strength of paper, APPITA Journal, 59(4):297-301.
• Jogikalmath, G., Soane, D.S. & Schneider, A. (2015). Bulk and Stıffness Enhancement in Papermaking. U.S.Patent No. 8,926,796 B2, 2015
• Jonsson, M., Nordin, O., Kron, A.L. & Malmström, E. (2010). Thermally expandable microspheres with excellent expansion characteristics at high temperature. Journal of Applied Polymer Science, Vol. 117, 384–392.
• Karademir, A. (2023). İnsan, Kağıt ve Medeniyet. Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi Sanat Fabrikası Konferansı 09 Mayıs 2023 İstanbul/Türkiye.
• Lindbergh, E. (2015). ‘Investigation of making nonwoven textiles with wood fibres and papermaking technique’. Degree project in surface coating technology, second level. KTH, Royal Institute of Technology. Stockhom, Sweden.
• Meekum, U. & Wangkheeree, V. (2017). Designing the wood foam core for manufacturing of lightweight sandwich structure engineered wood. BioResources, 12(4), 9001-9023.
• Monteiro, S., Martins, J., Magalhães, F.D. & Carvalho, L. (2018). Lightweight wood composites:challenges, production and performance springer series on polymer and composite materials (SSPCM) Ed. Susheel Kalia Lignocellulosic Composite Materials. S:293-322.
• Monteiro, S.C.C. (2020). ‘Development of low-density particleboards bonded with starch-based adhesive’. Doktora Tezi, Faculty of Engineering of the University of Porto. S.67.
• Nie, Z. & Lin, Y. (2015). Fabrication of porous alumina ceramics using hollow microspheres as pore-forming agent. Journal of the korean society of manufacturing technology engineers · August 2015, 24(4):368-373. Rahmaninia, M. & Khosravani, A. (2015). Improving the Paper Recycling Process of Old Corrugated Container Wastes. Cellulose Chemıstry And Technology 49 (2), 203-208.
• Shalbafan, A., Luedtke, J., Welling, J.& Thoemen, H. (2012). Comparison of foam core materials in innovative lightweight wood-based panels. Eur. J. Wood Wood Prod. , 70, 287–292.
• TAPPI T 402 om-88, (1988). Kağıt Örneklerinin 23 C %50 bağıl nemde kondisyonlanması standartı, Technical Association for the Pulp, Paper, and converting Industry. Amerika.
• TAPPI T 410 om-08, (2013). Kağıt örneklerinin gramaj ağırlıklarının belirlenmesi, Technical Association for the Pulp, Paper, and converting Industry. Amerika.
• TAPPI T 411 om-89, (1989). Kağıt örneklerinin kalınlıklarının belirlenmesi, Technical Association for the Pulp, Paper, and converting Industry. Amerika.
• TAPPI T 404 om-87, (1987). Kağıt örneklerinin kopma değerlerinin belirlenmesi, Technical Association for the Pulp, Paper, and converting Industry. Amerika.
• TAPPI T 547 om-12, (2012). Kağıt örneklerinin hava geçirgenliği değerlerinin belirlenmesi, Technical Association for the Pulp, Paper, and converting Industry. Amerika.
• TAPPI T 489 om-92, (1992). Kağıt örneklerinin Lorentzen & Wettre (L&W) eğilme (bükülme) değerlerinin belirlenmesi, Technical Association for the Pulp, Paper, and converting Industry. Amerika.
• Triantafillopoulos, N. ve Koukoulas, A.A. (2020). The future of single-use paper coffee cups: current progress and outlook. BioResources 15(3) 7260-7287.
• Wang, H. (2007). ‘Predicting the physical properties of paper and optimizing the bending stiffness of paperboards through numerical modeling’. Yüksek Lisans Tezi, Zhengzhou Universitesi Çin.
• Wang, L., Yang, X., Zhang, J., Zhang, C. & He, L. (2014). The compressive properties of expandable microspheres/epoxy foams. Composites: Part B 56, 724–732.