Ambalaj, gıdaya ve diğer her türlü fiziksel mallara erişilebilirlik sağlayarak toplumda temel bir rol oynamaktadır. Bir paketleme sisteminin tanımını doğru yapmak için geniş multidisipliner bilgi gereklidir. Belirli bir ürün için daha uygun olan ambalaj seçimi, üretim, dağıtım, muhafaza ve satış gereksinimlerini en iyi şekilde yerine getirmek için uygun malzemelerin ve özelliklerinin tanımlanmasından geçmelidir. En önemli ambalaj malzemeleri, dolgu maddelerinin en çok kullanıldığı malzeme türleri olan selüloz (kutu ve katlanmış karton) ve polimerlerden (esnek veya sert ambalaj) yapılmaktadır.
Ne tür bir paketleme sistemi seçilirse seçilsin, proje aşamasında her zaman o özel ambalajın (yeniden kullanım, geri dönüşüm, yakma veya kompostlama) ömrünün sona ermesi göz önünde bulundurulmalıdır. Uygun dolguların seçimi, hem kullanım ömrü boyunca hem de geri dönüşüm aşamasında bu paketin başarısına katkıda bulunmak için kullanılan optimum miktar ile birleştirilir.
Selüloz bazlı ambalajların iki ana kategorisi vardır: oluklu kutular (taşıma için kullanılan standart kahverengi kutu) ve tahıl, diş macunu, dondurulmuş gıda vb. içeren süpermarket raflarında görülen gibi karton paketler. Her iki kategoride de ne kullanılacağına ilişkin seçim, ürün gereksinimlerine, işlenebilirliğe ve tasarım stratejisine bağlıdır. Bu malzemeler, mukavva kartonda “ikincil paketleme” (ürünle temas etmediği için) veya oluklu kutularda bariz nedenlerle “taşıma ambalajı” için kullanılır.
Dolgu maddeleri tarafından verilen kağıt ambalajlarda görsel özelliklerin iyileştirilmesi, müşteri çekiciliğini sağlamak için kullanımını zorunlu kılmaktadır. Taşıma sırasında çeşitli ürün birimlerini koruma ve gruplandırma işlevine sahip oluklu mukavva kutularda bu durum söz konusu değildir. Ancak mukavva karton ambalajlar için bu özellik, raflarda öne çıkmak, tüketicinin dikkatini çekmek ve daha iyi satışlar sağlamak için çok önemlidir.
Dolgu maddeleri, selülozik ambalajın (baskı, kesme, katlama, yapıştırma vb.) “dönüştürülme” sürecine değil, daha fazla dönüştürülecek çeşitli kağıt kalitelerinin üretimine eklenir. Kağıt yapımında kullanılan dolgu maddeleri, kağıt oluşumundan önce selülozik liflerin bulamaçlarına eklenen çözünmeyen partiküller (0,1 ila 10 µm arası) olarak tanımlanır. Dolgu maddelerinin kullanımları sıfır ile %30 arasında değişmektedir. Ortalama olarak, ıslatılan uç kısmı ilavesi ve kaplamalar için kullanılan minerallerin kağıt endüstrisinde kullanılan malzemelerin %8’ini (kütlece) oluşturduğu tahmin edilmektedir.
Kağıt yapımında kullanılan dolgu maddelerinin miktarını tanımlayan şey, o belirli kağıt veya kartonun derecesi ve amacıdır. Örneğin: süt kutusu gibi aseptik çok katmanlı bir ambalaj çok az dolgu maddesi içerebilir veya hiç doldurmayabilirken, baskı kağıtlarının içeriğinin %30’u (kütle olarak) veya daha fazlası dolgu maddeleriyle yapılmış olabilir. Liflerin kendisine kıyasla dolgu maddelerinin kendilerinin daha düşük maliyeti ve daha yüksek opaklık veya parlaklık için pazar talebini karşılaması nedeniyle kullanılan dolgu maddelerinin sayısında kayda değer bir artış olmuştur. Yenilenebilir kaynaklardan gelen dolgu maddeleri de kağıt yapımında kullanılabilir. En yaygın doğal dolgu türleri şunlardır:
• Nişasta veya nişasta türevleri: Lif bağını ve dolayısıyla çekme, yırtılma ve katlanma mukavemeti gibi mekanik özellikleri arttırmak için,
• Selüloz türevleri (mikrokristalin selüloz gibi): Dolgu maddelerini kapsüllemek ve selüloz liflerine bağlanma gücünü arttırmak ve ayrıca ısı kapasitesini geliştirmek için,
• Kitin veya kitosan: Ayrıca kimyasal olarak kitin ve kitosan moleküllerinin yapısı selülozunkine çok benzer olduğu için bağlanmayı geliştirmek için,
• Xantham sakızı veya anyonik guar sakızı: Kağıt gücünü artırmak için.
Dolgu maddelerinin kullanımı kağıt yapımında çok çeşitli özellikleri (sürtünme katsayısı, geçirgenlik, yanma hızı) etkileyebilse de, selüloz bazlı ambalajlarda kullanımlarının iki ana nedeni vardır. Bu nedenler:
• Maliyet azaltma: Bu, iki yolla elde edilebilir: ya kısmen selüloz içeriği ikame ederek ya da kağıt kurutmak için gereken enerji talebini azaltarak yarar sağlar.
• Görsel özellikler: Dolgu maddelerinin eklenmesi, takvimden matlığı, parlaklığı ve daha pürüzsüz yüzeyi iyileştirerek kağıt ambalaj üzerindeki baskı kalitesini büyük ölçüde artırır. Bu, özellikle müşterilerin ilgisini çekme ihtiyacıyla markasını raf ambalajları aracılığıyla ileten ürünler için önemlidir.
Dolgu maddelerinin diğer kullanımları, geleneksel olmayan uygulamaların geliştirilmesine yol açabilir, ancak birkaç yeni uygulamanın ticari kullanımı hala katıdır. Örnekler deodorant kağıdı, antimikrobiyal kağıt, alev geciktiriciler ve manyetik kağıttır. Bununla birlikte, dolgu maddeleri kağıdın esnekliğini azaltarak dönüştürme işlemlerine ekstra önem verir. Kırışıklık gibi yan etkiler, düzgün yapılmadığı takdirde, katlandığında küçük çatlaklar gösterebilir, bu da mekanik mukavemetin azalmasına ve ambalajın koruma işlevini ve satış noktasındaki çekiciliğini tehlikeye atabilecek görsel kusurlara neden olabilir. Ayrıca mineral yapısından dolayı dolgu maddeleri aşınmayı ve tozumayı arttırır.
Bu dezavantajların üstesinden gelmek için, dolgu maddeleri, istenen özellikleri optimize edilmiş bir şekilde elde etmek için çeşitli şekillerde modifiye edilmiştir. Dolgu modifikasyonuna izin veren proseslerin örnekleri, inorganik maddelerle modifikasyon, doğal polimerler (veya bunların türevleri) ile modifikasyon, suda çözünür sentetik polimerlerle modifikasyon, yüzey aktif maddelerle modifikasyon, hidrofobik modifikasyon, diğerleri arasında katyonik modifikasyondur.
Kaynakça:
https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/16226/Gronfors_Jarkko.pdf?sequence=1#:~:text=The%20most%20common%20fillers%20used,popularity%20is%20on%20the%20rise.
https://www.researchgate.net/publication/343273064_Fillers_for_Packaging_Applications
https://bioresources.cnr.ncsu.edu/resources/fillers-for-papermaking-a-review-of-their-properties-usage-practices-and-their-mechanistic-role/
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu