Endüstriyel Atık Kağıtların Geri Dönüşümünde Parçalanma Süresi ve Sıcaklığın Yapısal Özelliklere Etkisi: Deneysel Bir Analiz

Öz

Bu çalışma, endüstriyel atık kağıtların geri dönüşümü sırasında parçalanma süresi ve sıcaklığın; üretilen kağıtların yapısal ve optik özelliklerine etkisini incelemektedir. Deneylerde atık kağıtlar 5 farklı parçalanma süresinde ve 4 farklı sıcaklıkta işlenerek 20 numune grubu oluşturulmuştur. Numunelerde gramaj, yüzey düzgünlüğü, hava geçirgenliği, kontak açısı, parlaklık (L*), renk koordinatları (a*, b*) ve renk farkı (ΔE) değerleri analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, 40°C’ de 30 dakikalık parçalanma süresinin en uygun koşulları sağladığını ortaya koymuştur. Bu parametrelerde hazırlanan numuneler yüksek parlaklık (L*=90.43), düşük hava geçirgenliği (6.11 µm/pas) ve homojen yüzey özellikleri (3.887 ml/min) sergilemiştir. Uzun süreli (60 dk) işlemlerde ise optik kalite düşmüş, L* değeri 87.54’e gerilemiş ve %33 gloss kaybı gözlenmiştir. Ayrıca, sıcaklık artışı 40°C’ye kadar lif dağılımını optimize ederken, 60°C yüzey özelliklerini olumsuz etkilemiştir. Bu çalışma, geri dönüştürülmüş kağıt üretiminde 30-40 dakika parçalanma süresi ve 40°C işlem sıcaklığının en uygun parametreler olduğunu ortaya koymaktadır. Bu bulgular, geri dönüşümde enerji ve kaynak verimliliğini artıracak parametrelerin belirlenmesi açısından önemlidir Malzeme performansının daha da iyileştirilmesi için, gelecekte farklı lif karışımları ve kimyasal katkıların etkisinin araştırılması önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Yapısal özellikler
• Geri dönüştürülmüş kağıt atığı
• Optik özellikler
• Kaynak verimliliği
• Selüloz lif bozunması

Effect of Disintegration Time and Temperature on the Structural Properties of Recycled Industrial Waste Paper: An Experimental Analysis

Öz

The present study investigates the impact of disintegration time and processing temperature on the structural and optical properties of papers manufactured from recycled industrial waste. The papers were subjected to five disintegration durations at four temperatures, thus yielding 20 experimental groups. The analysis encompasses pivotal parameters such as basis weight, surface smoothness, and brightness. The findings indicate that a 30-minute disintegration time at 40 degrees Celsius provides optimal conditions, yielding high brightness (L*=90.43), low air permeability (6.11 µm/min), and uniform surface properties (3,887 µl/min). The commencement of a 60-minute disintegration period resulted in a decline in optical quality, brightness (L*=87.54), and gloss (33%). It has been demonstrated that an increase in temperature of up to 40 degrees Celsius has a beneficial effect on fibre distribution. It was demonstrated that at 60 degrees Celsius, there was a negative impact on surface characteristics. The study hypothesises that 30–40 minutes of disintegration at 40 degrees Celsius is optimal for the production of recycled paper. The efficacy of these parameters in enhancing energy and resource efficiency in recycling processes has been demonstrated. Further exploration is recommended, with different fibre blends and chemical additives to enhance material performance.

Anahtar Kelimeler

• Structural properties
• Recycled paper waste
• Optical properties
• Resource efficiency
• Cellulose fiber degradation

Kaynakça

1. [1] Cengiz, M., “Kağıt endüstrisinde sulu çözeltilerle yüzey işlemleri”, Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 37(3), 107-118, (1987).
2. [2] Akcanli, F., “Çevre muhasebesi açısından kağıt ambalajı geri dönüştüren işletmelerin faaliyetlerinin muhasebeleştirilmesi ve fayda-maliyet analizi”, Ankaş Atık Kağıt İmalat San. ve Tic. AŞde uygulama, (2010).
3. [3] Erkan, Z. E., & Malayoğlu, U., “Kağıt-karton sanayiinde kullanılan endüstriyel hammaddeler ve özellikleri”, 4. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 18-19, (2001).
4. [4] Gündüzalp, A. A., & Güven, S., “Atık, çeşitleri, atık yönetimi, geri dönüşüm ve tüketici: Çankaya belediyesi ve semt tüketicileri örneği”, Hacettepe Üniversitesi Sosyolojik Araştırmalar E-Dergisi, 9(1), 1-19, (2016).
5. [5] Dönmez, Ö., “Organik Tarım Ürünlerinin Geri Dönüşümü Ve Geri Kazanım yöntemleri. Journal Of Social”, Humanities And Administrative Sciences (Joshas), 7(38), 424-438, (2022).
6. [6] Gül, M., & Yaman, K., “Türkiye’de Atık Yönetimi ve Sıfır Atık Projesinin Değerlendirilmesi: Ankara Örneği”, Atatürk Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi, 35(4), 1267-1296, (2021).
7. [7] Günel, G., Alakara, E. H., Demir, İ., Sevim, O., “Geri Dönüştürülmüş Çimento Harç Tozunun Çimento Bağlayıcılı Kompozitler Üzerindeki Etkisi”, Politeknik Dergisi, 27(2), 533-543, (2024).
8. [8] Aruntaş, H. Y., Şahinöz, M., & Dayı, M., “Çimento Hamur ve Harç Özelliklerine Öğütülmüş Yüksek Fırın Cürufu ile Sönmüş Kirecin Birlikte Etkisinin Araştırılması”, Politeknik Dergisi, 27(4), 1257-1268, (2024).

9. [9] Aydın, E., “Use of Various Industrial and Eggshell Wastes for the Sustainable Construction Sector”, Politeknik Dergisi, 27(4), 1293-1304, (2024).
10. [10] Şaduman, E., “Birincil liflere atık kağıt lifi ve kuru sağlamlık maddesi ilavesinin kağıdın özelliklerine etkisi”, Master's thesis, Bartın Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü) (2014).
11. [11] Özomay, M., & Özomay, Z., “The effect of temperature and time variables on printing quality in sublimation transfer printing on nylon and polyester fabric”, Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (23), 882-891, (2021).
12. [12] Özomay, Z., Şahin, C., & Keskin, B., “Investigation of the effect of different screening methods on print quality in digital printing system”, Politeknik Dergisi, 24(3), 1213-1217, (2021).
13. [13] Adeel, S., Ozomay, Z., Ozomay, M., Massadikova, G., & Nasir, S., “Microbial Pigments in Fashion, Art, and Packaging”, Microbial Colorants: Chemistry, Biosynthesis and Applications, 385-395, (2025).
14. [14] Adeel, S., Younis, M., Mia, R., Özomay, M., Mirnezhad, S., & Imran, M., “Environmentally friendly greener approach toward sustainable application of amaltas brown pod-based natural colorant for wool yarn dyeing”, Journal of Engineered Fibers and Fabrics, 19, (2024).
15. [15] B. Keskin, B. N. Altay, A. Kurt, and P. D. Fleming, “Sustainability in Paper-Based Packaging”, Gazi Journal of Engineering Sciences, 6 (2), pp. 129–137, (2020).
16. [16] Alp, E., Kök, R., & Başkol, M. O., “Türkiye Ekonomisinde Sürükleyici Endüstri Analizi: 2002-2012 Karşılaştırması”, Kafkas Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 8(16), 211-241, (2017).
17. [17] Yakut, A., “Geri dönüştürülebilir kullanılmış kâğıttan yeni kâğıt üretiminin irdelenmesi”, Tesisat Mühendisliği, 127, 68-75, (2012).
18. [18] Dalyancı, H. L., “Türkiye’de kâğıt-karton sektöründe geri dönüşüm ve geri dönüşüm yapan işletmelerin ekonomik yönden incelenmesi”, Doctoral thesis, Marmara Universitesi, (2006).
19. [19] Sahin, T., “Atık Kağıt Geri Dönüşüm İşlemlerinde Genel Esaslar ve Mürekkep Uzaklaştırma İşlemi”, Avrupa Bilim Ve Teknoloji Dergisi, 4(7), 31-37, (2016).
20. [20] Thompson, C. G., “No Title”, Recycled papers: The essential guide, (1992).
21. [21] Turgut Şahin, H., “Proses Değişkenlerinin Kağıt Geri Dönüşümde Verim ve Kaliteye Etkisi”. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 13(20), 101-109, (2011).
22. [22] Erentürk, Ş., “Birincil Liflere Atık Kağıt Lifi Ve Kuru Sağlamlık Maddesi İlavesinin Kağıdın Özelliklerine Etkisi”, Master's thesis, Bartın Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 13, (2014).
23. [23] Sahin, H., “Geri kazanılmış sekonder liflerin yeniden kullanılması üzerine bir inceleme”, Turkish Journal of Forestry, 15(2), 183-188, (2014).
24. [24] Altural, H., Korkmaz, N. E., Saraçoğlu, Ö. G., & Tutak, M., “Adaptation of optical RGB sensor to CIE-XYZ color space”, In 2011 IEEE 19th Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU) (pp. 1145-1148). IEEE, (2011).
25. [25] Kaya, S. S., Doğru, D., Adeel, S., Özomay, M., & Özomay, Z., “Ceviz Kabuğundan (Juglans Regia) Elde Edilen Doğal Boya Ekstraktı İle Atık Selüloz Elyafının Çevre Dostu Boyanması”, 4. International Cappadocia Scıentific Research Congress. 858-869, (2023).
26. [26] Aydemir, C., “Kâğıdın yüzey pürüzlülüğünün, baskı renk değişimi, ışık haslığı ve baskı parlaklığına etkisi”, Marmara Fen Bilimleri Dergisi, 26(3), 81-88, (2014).
27. [27] Ataç, Y., “Bazı yapraklı ve iğne yapraklı ağaçların öz ve diri odunlarının kağıt özellikleri yönünden incelenmesi”, Master's thesis, Bartın Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2009).
28. [28] Özomay, Z., & Özdemir, L., “Investigation Of The Effect Of Cellophane Application On Color Change After OffsetPrinting In Cardboard Packaging Production”, Muş Alparslan University Journal of Science, 8(2), (2020).
29. [29] Bulutsuz, A. G., “Ha/Β-TCP Kumlama ve Anodizasyon İşlemlerinin Yüzey Kontak Açısına ve Topografyasına Etkilerinin İncelenmesi”, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8(1), 1072-1083, (2020).
30. [30] “Textiles- Tests for colour fastness- Part B02: Colour fastness to artificial light: Xenon arc fading test.” TS 1008 EN ISO 105-B02.