Evaluation of the performance of hemp bast fibers in the production of packaging paper with different waste paper blends

Abstract

Bu tezde, kendir soymuk liflerinin kağıt hamuru ve kağıt üretimi açısından uygunluğu değerlendirilmiş ve kağıt hamuru ve kağıt endüstrisine kaynak olması açısından atık kağıt ile harmanlama çalışmaları yapılmıştır. Odun bazlı lif kaynağı tedariğinde kıtlık yaşanması beklendiğinden, kağıt üreticileri odun dışı lifler gibi alternatif kaynaklara yönelmiştir. Kendir soymuk lifleri, kağıt hamuru ve kağıt üretimi için potansiyel bir hammadde kaynağıdır. Kendir soymuk liflerinin hazırlığı sürecinde, lif uzunlukları 4 mm'ye düşürülmüştür. Daha sonra, kraft pişirme yöntemi uygulanmıştır. Atık kağıt hamuru üretimi sonrasında, harman planına göre kendir soymuk lifi-atık kağıt hamuru test kağıtları hazırlanmıştır. Son olarak, bu kağıtlara fiziksel dayanım testleri uygulanmıştır. Ham, pişmiş ve dövülmüş kendir soymuk liflerinin özellikleri OM, XRD ve FTIR gibi karakterizasyon metodları ile incelenmiştir. Ham kendir soymuk liflerine, karbonhidrat bileşenleri, çözünürlük ve kül oranı testleri uygulanmıştır. Deneylerin ve analizlerin sonucunda, çalışma amacına ulaşmıştır. Kendir soymuk liflerinin fibrilasyon sorunu çözüldükten sonra, atık kağıt ile uygun oranda yapılan harmanlarının, nihai ürünün CMT, CCT, RCT, SCT, stiffness, yırtılma gibi mukavemet değerlerinin arttırılması ya da hava direnci değerinin düşürülmesi için kullanılabileceği tespit edilmiştir.

In this thesis, eligibility of hemp bast fibers for the pulp and paper industries was evaluated and blending with waste paper pulp studies were carried out to provide a guide for the pulp and paper industries. The expected scarcity for procurement of wood based fiber sources directed papermakers to search for alternative sources like non-woods. Hemp bast fiber is a potential source of pulping as a raw material. In hemp bast fibers preparation step, firstly the length of fibers was reduced to 4 mm. Then, kraft pulping was applied to them. Together with preparation of waste paper pulps, hemp bast fiber-waste paper hand sheets were prepared according to blending plan. Finally, paper strength tests were applied to the hand sheets. The properties of raw, cooked and beaten hemp bast fibers were investigated by characterization methods such as OM, XRD and FTIR. Also, the carbohydrate components, solubility and ash content tests were applied to raw hemp bast fibers. As a result of the experiments and analyses, targeted results were achieved. It was concluded that pulp of hemp bast fibers can be used in proper blends of waste paper pulp where the end product's strength values are desired to be increased such as CMT, CCT, RCT, SCT, stiffness, tear resistance or decreased such as air resistance, after solving fibrillation problem.