Kartonun Yapısı

Kartonun yapısı

1.2.1.Kartonun Yapısı
Karton üretiminin ana maddesi genel olarak çeşitli birincil (orijinal) ve ikincil (eski kâğıt) odun elyaftandır. Odun elyafı, birincil veya ikincil olmasına göre boyu l mm’den 4 mm’ye, eni 0,02 mm’den, 0,07 mm’ye kadar olan yüzeyi pürçekli küçük hortum parçalarına, karton safihasında bunlardan
oluşan hidrofil bir elyaf reçinesine benzetilebilir.

Karton çok katlı olarak üretilmektedir. Kesit olarak gösterildiğinde genel olarak 5 kattan oluşmaktadır.

Karton kesitinin şematik görünüşü

a) Kuşe            =          =          =          =          =

b) Üst kat        x          x          x          x          x

c) Koruyucu kat           -          -          -          -          -

d) Orta kat       +          +          +          +          +

) Alt kat           *          *          *          *          *

Kartonda, kuşe haricindeki katlar ham kartonun yapısını oluşturmaktadır. Değişik ağaç türlerinden elde edilen odun hamuru, selüloz ve/veya eski kâğıt gibi elyaflı maddelerden oluşan ham karton üzerine online olarak çeşitli pigmentler, bağlayıcılar ve yardımcı kimyasallardan oluşan kuşe tatbik edildiğinde bu ham karton kuşe karton ismini almaktadır.

Ham kartonu meydana getiren ve isimlerinden de anlaşılacağı gibi değişik fonksiyonu olan katlarda değişik tür elyaflı malzeme kullanılmaktadır.

1.2.1.1. Kartonu Meydana Getiren Katlar

Üst Kat: Gerekli yüzey mukavemeti ve kuşe öncesi beyazlığı sağlar

Koruyucu Kat: Üst katın orta kattan daha az etkilenmesini sağlayan tampon bölge oluşturur. Kullanılan elyaf cinsi üst kat ve orta katta kullanılan elyaf cinsleri arasındadır.

Orta Kat: Kartonun büyük ağırlığını oluşturur. Bu kat kartonun ekonomik ve hacimli olmasını sağlayan dolgu katıdır. Tek kat olduğu gibi birden fazla kattan oluşabilir.

Alt Kat: Kartonun arka yüz homojenliğini sağlayan kattır.

1.2.1.2. Karton Üretim Prosesi

Yukarıda verilen karton katlarına ait elyaflı hammaddeler hamur hazırlama bölümünde suyla çözülerek ayrı ayrı elyaf süspansiyonu haline getirilir, çeşitli temizleme ve/veya öğütme işlemlerine tabi tutulduktan sonra karton makinasına gönderilir.

Karton makinasına ayrı ayrı gelen bu hamurlar önce elek partisinde, her kat için öğütülen eleklerden suyunun alınması ve üst üste birleştirilmesiyle karton safihası oluşur, pres partisinde preslenerek suyu alınır, kurutma partisinde kurutulur, perdah partisinde perdahlanır, kuşe tesisinde
kuşelenir ve karton üretimi sona erer.

Şekil 1 – Karton Üretim Prosesi

Sekil 7 – Kartonun çevrimi

Kartonun kullanın yeri

Çevre dostu, geri dönüşebilen bir ambalaj malzemesi olan karton her ambalajdan beklenen aşağıdaki özelliklere sahiptir.

- İçindeki malı güvenilir bir şekilde korur.
- Rasyonel bir mal sevkiyatı ve dağıtımı sağlar.
- Güçlü bir sunuş (prezentasyon) etkisi vardır.
- Zamana bağlı olarak çevre dostudur.

Kartonun genel olarak kullanıldığı yerler;

- Deterjan kutuları,
- İlaç ve kozmetik kutuları,
- Çeşitli gıdaların ambalajlanmasında kullanılan kutular,
- Fast food tabak, bardak vs.
- Cam eşya kutuları,
- Elektrikli ev eşyaları kutuları,
- Kibrit kutuları, vb.

1.2.3. Karton Özellikleri

Kartondan istenen özelikler genel olarak 3 ana sınıfta incelenebilir.

a. Basılabilirlik
b. İşlenebilirlik
c. Kullanılabilirlik

Aşağıda yazılan karton özellikleri yukarıda verilen bu 3 ana sınıftan bir veya birkaçı için gerekli özellik olmaktadır. Karton daha sonra müşterinin isteğine göre ebat veya bobin olarak kesilir, ambalajlanır ve
müşteriye sevk edilir. Müşteri genellikle, baskının dışında, keski, piliyaj ve yapıştırma üniteleri olan matbaalardır.

Matbaacıya gelen karton burada basılır, piliyajı yapılır, kesilir, yan yapıştırması yapılır ve kutu haline gelebilecek halde dolum için müşteriye sevk edilir. Müşteri, aşağıda kartonun kullanım yerlerinden örnekler verilen ürünlerin fabrikalarıdır.

Kullanım yerine gelen kutu, genellikle otomatik dolum makinalarına doldurulur. Burada eğer gerekiyorsa alt ve üst kapaklar yapıştırılarak dış koliler içinde nihai müşteriye sevk edilir.

Karton nihai müşteriye ancak bir dağıtım ağıyla toptancı ve perakende satıcı kanalıyla ve içinde taşıdığı ürünün ambalajı olarak ulaşmaktadır.

Nihai müşteri olan tüketicinin karton kutu içindeki ürünü tüketmesini müteakip karton, toplanma ve yeni-den değerlendirme çevrimine girmektedir.

Örnek olarak deterjan kutusu alındığında, kartonun çevrimi aşağıdaki gibi olmaktadır.

1.2.3.1.Su Yolu

Kartonu meydana getiren elyaflar üretim sırasında safiha içinde şaşır-tılmalarına rağmen üretim prosesi gereği yine de akış yönünde hizalanma eğilimindedirler. Bu eğilim, kartonun su yolunu oluşturur.

1.2.3.2 .Gramaj

Temel özellik olan gramaj, kartonun Im2′sinin ağırlığıdır. Gramaj sahası bir karton makinasın belirleyici özelliklerinden biridir. Kartonun diğer bazı önemli özellikleri gramaja bağlı olarak değişim gösterirler. Baskı, kutu yapımı, dolum ve kullanımda gramajın bir fonksiyonu yoktur.

1.2.3.3.Kalınlık

Kalınlık bir karton üreticisi için en önemli özelliktir. Çünkü kutuluk kartonun en önemli özelliği olan stiffness kalınlığın bir fonksiyonudur ve stiffness değerinin artması öncelikle kalınlığın artmasına
bağlıdır. Kalınlıktaki l misli artış, stiffnesste 5-8 misli bir artışa yol açabilir.

Dolayısıyla kutuluk karton üretiminde hedef, en düşük gramajda en yüksek kalınlığın alınmasıdır.

Kalınlık, basılabilirlik ve İşlenebilirlik için önemli bir özelliktir. Baskıda, piliyaj ve keskide sağlıklı bir çalışmanın olabilmesi için kalınlığın hem aynı tabakada, hem de balya içinde ard arda gelen
tabakalarda homojen olması istenir

1.2.3.4 . Stiffness

Kartonun eğilmeye karşı gösterdiği direnç olarak tanımlanan stiffness kutuluk kartonun en önemli özelliğidir. İşte bu özellik bütün kutuluk karton üreticilerinin en iyisi-ne ulaşmayı hedefledikleri bir kalite kriteridir.

Kartonun su yolundaki (boy) stiffness değeri, tersindeki (en) stiffness değerinden büyüktür ve karton makinasınm yapısına göre boy/en stiffness oram makinadan makinaya yaklaşık olarak 1,8-4,0 arasında
değişmektedir.

Stiffness bir kutunun dizaynı sırasında öncelikle belirlenmesi gereken bir özelliktir. İçindeki ürünün cins, büyüklük ve şekline bağlı olarak istenilen kutu sağlamlığını verecek yükseklikte bir stiffness
değeri belirlenmelidir.

Bu belirleme sonucuna göre, aynı tür kartonlar içinde bu stiffnessin alınabildiği en düşük gramajlı karton, kullanıcı için en ekonomik karton olmaktadır. Dolayısıyla çeşitli firmaların kartonlarının
karşılaştırılması gramaj değil, stiffness baz alınarak yapılmalıdır.

Stiffness, kullanılabilirlik için önemli bir özelliktir. Hızlı dolum tesislerin-de homojen bir stiffness (piliyaj stiffness) istenir.

Yine kullanılabilirlik özellikleri içinde, son kullanıcı ağındaki nakliyeye de yakınlılık, marketlerde kutudan alınabilen sağlıklı raf yüksekliği ve tüketicinin içindeki ürünü tüketinceye kadar kutudan beklediği sağlamlık bu stiffness özelliği tarafından sağlanmaktadır.

1.2.3.5 .Rutubet

Kartonun, 105 °C sıcaklıkta kurutulmasıyla tespit edilir. Karton rutubeti, kartonun basılabilirlik, işlene-bilirlik ve hatta kullanılabilirlik özelliklerini etkilemektedir.

Karton hidrofil bir malzemedir ve rutubeti kendisinden yüksek bir ortama girdiğinden rutubet almaya, tersi durumda ise rutubet vermeye eğilimlidir.

Dolayısıyla öncelikle karton rutubeti çevre rutubetiyle dengede olmalıdır. Eğer bu denge yoksa kartonla çevre arasında rutubet dengeleninceye kadar rutubet alışverişi olmakta, bu da kartonda düz duruşu
etkilemekte, onun basılabilirliğini ve işlenebilirliğini engelleyen ondülasyon ve kıvrılma sorunlanna yol açabilmektedir. Dolayısıyla kartonun depolanması, basılması ve işlenmesinin klimatize edilmiş, yani rutubeti karton rutubetiyle dengede bulunan mahallerde yapılması uygundur.

Karton rutubetinin yüksekliğinde, düşüklüğü de sorunlara yol açabilmektedir. Karton rutubeti düştükçe gevrekleşir ve kırılganlığı artar. Bu da özellikle yüksek gramajlarda işlenebilirlik özelliğinden olan piliyaj
yapılabilirliği olumsuz yönde etkiler ve piliyajlarda çatlama eğilimi artar.

Karton rutubetinin fazla olması ise öncelikle stiffnessi düşüreceği için dolumda sorunlar yapabilir, transport ve rafta kutular bozulabilir. Kullanılabilirlik olumsuz etkilenir. Diğer taraftan karton
rutubetinin fazla olması basılabilirlik özelliğini de etkileyebilmektedir. Karton rutubetinin fazla olması baskı mürekkebinin hem fiziksel hem de kimyasal kurumasını geciktirdiğinden baskıda kuruma sorunlarına yol açar.

1.2.3.6.Yüzey pH Değeri

Karton yüzeyinin pH değeri 4,5 üstünde olmalıdır. Yüzey pH değeri kartonun basılabilirlik özelliğini etkilemektedir. pH değerinin 4,5 altına düşmesi baskı mürekkebinin kuruma süresini uzatır. Arka verme sorununu arttırır. Baskı plakasının çabuk aşınmasına yol açar. pH değerinin çok yüksek olması, yeterli dayanıklılığı olmayan baskı mürekkeplerini bozar. Oksidatif kuruyan keten yağı ve benzerlerinin sabunlaşmasıyla Tack problemleri oluşur.

1.2.3.7 .Cobb Değeri

Karton yüzeyinin suya karşı gösterdiği direncin veya suyu kabulünün bir ölçüsüdür veya diğer bir deyişle kartonun tutkallanma derecesidir ve kartonun basılabilirlik ve işlenebilirlik özelliklerini etkilemektedir.

Ofset baskı tekniğinde ana komponet olarak baskı mürekkebi yanında su da kullanılır. Karton yüzeyinin mürekkep almayacak kısımlarına su tatbik edilir. Kullanılan bu su karton yüzeyi tarafından kontrollü olarak alınmalıdır. Aksi taktirde fazla alınması durumunda çeşitli baskı sorunlarına
yol açabilmektedir.

Kartonun yapışabilirliği de CobbDeğerinden etkilenmektedir. Hem yan yapıştırmada, hem de dolumda kullanılan yapıştırıcılar genellikle PVA bazlı dispersiyon tutkallardır. Bu tutkalların yapıştırma etkilerinin oluşması için yaklaşık %50 civarında olan su içeriklerinin belirli bir süre içinde
karton yüzeyleri tarafından emilmesi gerekmektedir. Bu da kartonun su emiciliğiyle, yani Cobb Değeri ile kontrol altında tutulmaktadır.

1.2.3.8 . Piliyaj Yapılabilirlik

Kartonun işlenebilirliğini etkileyen bir özelliktir. Esas olarak karton yüzey mukavemetinden etkilenen bu özellik aynı zamanda kartondan hem ayrı tabakada hem de ard arda gelen karton tabakalarında homojen bir kalınlık istemektedir.

1.2.3.9 . Kat Bağlanma Mukavemeti

Kartonun basılabilirliği ve işlenebilirliğini etkileyen bir özelliktir.

Kartonun çok katlı olması dolayısıyla bütün katların birbirine iyi bağlanmış olması gereklidir. Fakat özellikle üst katın bağlanma mukavemeti (yüzey mukavemeti) çok önemlidir. Çünkü, ofset baskıda çok viskoz olan baskı mürekkebi baskı hızının da artmasıyla karton yüzeyine Z Ekseni yönünde bir kuvvet uygulanmaktadır. Karton yüzeyinin, uygulanan bu çekme kuvvetini karşılaması, kabarma yapmaması gerekmektedir.

Üst kat kadar olmasa da yine de yapışma sonu kutu sağlamlığını etkileyeceği için alt kat bağlanma mukavemeti de önemlidir.

1.2.3.10 Düz Duruş

Kartonun düz duruşu, onun basılabilirliğini ve işlenebilirliğini etkileyen bir özelliktir. Düz duruştan kartonun üst veya alt kata doğru dönmemesi ve ondülasyonsuz olması yani tam düz durması anlaşılmaktadır.

Günümüzde artık baskı, keski ve yapıştırma makinalarının hızlarının gittikçe artması dikkatleri bu özellik üzerinde daha fazla toplanmaktadır. Diğer taraftan karton üretim ve ambalajında yapılan
iyileştirmelerle daha iyi bir düz duruş hedeflenmektedir.

Rutubet konusunda bahsedildiği gibi kartonun arka yüz tutkallanması ve polietilen şirink ambalaj uygulaması düz duruş amacıyla yapılan uygulamalardandır.

Çevre klimasının kontrol altında bulundurulamadığı durumlarda soğuk depolardan alınan karton balyalarının daha sıcak olan baskı salonuna getirildikten sonra baskıya alınmadan önce ambalajlı olarak en az 24 saat müddetle bekletilmesi uygun olmaktadır. Bu bekletme sırasında karton çevre
sıcaklığıyla dengeye girdiğinden kartonun kenarlarında ondülasyona sebep olan su yoğunlaşması engellenmektedir.

1.2.3.11 Tozlaşma

Baskı sırasında, çapak yaparak baskı kalitesinin bozulmasına, ayrıca kalıp ve kauçuğun yıkama sıklıklarının artmasına ve dolayısıyla da duruş sürelerinin artmasına yol açması sebebiyle kartondaki
tozun mümkün olan en az miktarda olması istenmektedir.

Rekabetin artması, rantabilitenin zaman kullanımıyla eşdeğer tutulması ve tüketicinin sürekli daha iyiyi istemesi tozlaşma konusunu kartonun en önemli özelliklerinden birisi yapmıştır.

Kartondan kaynaklanan 3 türlü tozlaşma olabilmektedir:

1) Kuşe tozlaşması
2) Alt kat tozlaşması
3) Kenar kesim tozları

Ayrıca çevre tozlan da üzerinde özenle durulması gereken hususlardan birisidir.

1.2.3.12 Perdah

Perdah olarak isimlendirilen kartonun yüzey düzgünlüğü kartonun basılabilirliğini etkilemekte ve perdah iyileştikçe yeterli örtücülük için gerekli baskı mürekkebi ihtiyacı azalmakta ve baskı kalitesi iyileşmekte, baskı parlaklığı artmaktadır.

A MÜREKKEP

B MÜREKKEP

ÜST YÜZEY

Şekil 8 – Baskı Mürekkebinin Örtücülüğü

1.2.3.13 Beyazlık

Karton yüzeyinin beyaz olması baskıyı daha iyi göstermesi açısından önemlidir. Ayrıca kartonun albenisini arttıran bir özelliktir.

1.2.3.14 Parlaklık

Karton parlaklığı, kartonun basılabilirliğini etkilemektedir. Tam lineer bir ilişki olmamasına rağmen genel olarak karton parlaklığı arttıkça, baskı parlaklığı artmaktadır.

1.2.3.15 Basılabilirlik

Kartonun baskıya uygunluğu ve baskı kalitesiyle ilgili bütün özellikleri içermektedir.

Ofset baskı kartonundan çok iyi bir yüzey mukavemeti talep etmektedir.

Kartonun basılabilirliği için ilk şart olan yüzey mukavemeti ve diğer basılabilirlik özellikleri pratikteki uygulamanın birer simülasyonu olan IGT ve Profbau cihazlarıyla ölçülebilmektedir.

Bu cihazlardan, daha yaygın kullanımı olan IGT cihazıyla yapılabilen basılabilirlik testleri aşağıda verilmiştir.

• Kuru yolunma mukavemeti testi
• Yaş yolunma mukavemeti testi
• Ofset testi
• Baskı mürekkebi örtme noktası tayini
• Baskı parlaklığı
• Perdah
• Laklanabilirlik
• Mürekkep emiş testi
• Baskı mürekkebi kuruma süresi tayini