Kağıt, binlerce yıldır selüloz liflerinden üretilse de, modern bir kağıt yaprağının sadece ağaçtan ibaret olduğunu söylemek yanlış olur. Bugün elimize aldığımız parlak bir dergi sayfası veya ofis kağıdının (A4) kütlesinin %20 ila %50'si minerallerden oluşabilir. Bu minerallerin kralı ise Kalsiyum Karbonattır.
Peki, basit bir kireç taşı türevi olan Kalsiyum Karbonat, nasıl oldu da Kaolin (Kil) gibi rakiplerini geride bırakarak kağıt endüstrisinin bir numaralı dolgu maddesi haline geldi? Bu yazımızda, kağıt üretiminde Kalsiyum Karbonat (CaCO3) kullanımının teknik avantajlarını ve ekonomik etkilerini inceliyoruz.
Kağıt üretiminde kullanılan kalsiyum karbonat iki ana formda bulunur. Doğru ürünü seçmek, kağıdın son kalitesini doğrudan etkiler.
Doğadaki yüksek saflıktaki kireç taşı veya mermerin çıkarılıp, çok ince mikron boyutlarında öğütülmesiyle elde edilir.
Özellikleri: Parçacık yapısı daha düzensizdir (rombohedral). Yüksek parlaklık sağlar ve maliyeti daha düşüktür.
Kullanım: Genellikle kuşeleme (kaplama) ve dolgu amaçlı kullanılır.
Kimyasal bir reaksiyonla (kireç taşının yakılıp, söndürülüp, tekrar karbonlanmasıyla) sentetik olarak üretilir.
Özellikleri: Kristal yapısı, boyutu ve dağılımı mühendislik ile kontrol edilebilir (Örn: İğne yapılı veya rozet yapılı).
Kullanım: Daha yüksek hacim (bulk), daha yüksek opaklık ve beyazlık istendiğinde tercih edilir.
Selüloz elyafı pahalıdır, mineral dolgular ise ucuzdur. Ancak mesele sadece "ucuza mal etmek" değildir. Kalsiyum Karbonat kağıda şu üstün özellikleri katar:
Kalsiyum karbonat, doğal olarak yüksek beyazlık değerine sahiptir. Kağıt hamuruna eklendiğinde, ışığı daha iyi yansıtır ve kağıdın gri/sarımtırak doğal rengini kırarak göz alıcı bir beyazlık sağlar.
Özellikle çift taraflı baskı yapılan ofis kağıtlarında, arkadaki yazının öne geçmemesi (opaklık) hayati önem taşır. PCC'nin özel kristal yapısı, ışığı saçarak kağıdın içini "görünmez" kılar.
Selüloz lifleri doğal olarak pürüzlü bir yüzey oluşturur. Mikron boyutundaki kalsiyum karbonat tanecikleri, bu liflerin arasındaki boşlukları doldurarak (fill) kağıt yüzeyini pürüzsüzleştirir. Bu sayede mürekkep kağıda dağılmaz, baskı daha net ve canlı olur.
Eskiden kağıt üretiminde asidik yöntemler (ve dolgu olarak kaolin) kullanılırdı. Bu da kağıdın zamanla sararmasına ve çürümesine yol açardı. Kalsiyum karbonatın kullanılmasıyla endüstri Alkali (Bazik) Kağıt Üretimine geçti. CaCO3, kağıdın pH değerini dengeler ve "asitsiz kağıt" olarak bilinen, yüzlerce yıl dayanabilen arşivlik kağıtların üretilmesini sağlar.
Kalsiyum karbonat kullanımı sadece son ürünü değil, fabrika sürecini de iyileştirir:
Daha Hızlı Kuruma: Mineral dolgular, selüloz liflerine göre suyu daha az tutar. Bu, kağıt makinesinin kurutma bölümünde (drying section) daha az buhar enerjisi harcanması ve makinenin daha hızlı çalıştırılabilmesi demektir.
Drenaj: Yaş uçta (wet end) suyun daha hızlı süzülmesine yardımcı olur.
Kalsiyum Karbonat kullanımı, kağıt üreticileri için bir "kazan-kazan" senaryosudur. Bir yandan pahalı ağaç elyafı kullanımı azaltılarak orman kaynakları korunur ve maliyet düşürülürken, diğer yandan tüketicinin istediği daha beyaz, daha kaliteli ve baskıya uygun kağıtlar üretilir.
Kağıt formülasyonlarınızda doğru GCC veya PCC tipini seçmek, pazar rekabetinde sizi bir adım öne taşıyacaktır.
