Kâğıt esaslı ambalajlarda kalite ve ağır metal kaynaklı problemlerin incelenmesi
Investigation of quality and heavy metal problems in paper based packaging
Yazar: BEKİR KESKİN
Danışman: DOÇ. DR. ABDULLAH KURT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Güzel Sanatlar = Fine Arts ; Matbaacılık = Typography ; Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Ambalajlama = Packaging ; Ağır metaller = Heavy metals ; Gıda ambalajı = Food packaging ; Gıda güvenliği = Food safety ; Kalite = Quality ; Kağıt = Paper ; Kuşe kağıt = Glossy paper

Özet:
Ambalaj, tüketim dünyasında her geçen gün daha köklü bir yer edinmektedir. Kâğıt esaslı ambalajlar sürdürülebilir, çevre dostu, ekonomik ve kaliteli baskı sonuçları verebilmesi sebebiyle artan bir kullanıma sahiptir. Yapılan araştırmalarda kâğıt esaslı ambalajın doğada kendiliğinden bozunur, geri dönüştürülebilir olması gibi sebeplerle tüketiciler tarafından da bilinçli olarak tercih edildiği görülmektedir. Bu çalışmada yaygın kullanım alanı ve sağladığı avantajlardan dolayı artan bir kullanımı olan kâğıt esaslı ambalajlarda yaşanan kalite ve ağır metal kaynaklı sağlık problemleri incelenmiştir. Ambalaj sektöründe yaygın olarak kullanılan; kâğıt, PE kaplı karton ve kuşe karton sınıfında 10 farklı numune seçilmiştir. Kalite testleri olarak baskı işleminin mekanik dayanım özelliklerine etkisi, su buharı bariyer özellikleri ve yüzey özellikleri üzerine testler uygulanmış ve sonuçları irdelenmiştir. Ağır metal kaynaklı sağlık problemlerinin ortaya konması için kâğıt esaslı ambalaj örneklerinin yapısal kaynaklı ağır metal içeriği ve gıda ile temasından kaynaklı ağır metal migrasyon durumları incelenmiştir. Elde edilen ağır metal içeriği ile kâğıt esaslı ambalaj numunelerinin özellikleri arasındaki ilişki irdelenmiştir. Ayrıca hijyen testleri uygulanmıştır. Çalışmada baskı işleminin kâğıt esaslı ambalajların mekanik özelliklerine etki ettiği görülmüştür. Bu etki en fazla çekme direncinde yaşanırken en az etki katlanma direncinde tespit edilmiştir. Su buharı geçirgenliği testlerinde uygulanan farklı iklim koşullarından sıcak ve nemli şartlarda en fazla su buharı geçişi ve ambalaj numunesinde yapısal bozulmalar yaşanmıştır. Ağır metal testlerinde kâğıtların yapısal kaynaklı Hg, Pb, Cd, Zn, Ni, Cr ve Al  içerikleri ve bu metallerin migrasyonları incelenmiştir. Yapısal kaynaklı ağır metal analizi ve migrasyon testleri sonucunda en büyük sorunların geri dönüşümlü kâğıt esaslı ambalajlarda yaşandığı tespit edilmiştir.

Abstract:
The packaging is gaining a more rooted place in the world of consumption day by day. Paper-based packaging has an increasing usage due to sustainability, environmentally friendliness, economic and qualified printing results. The researches conducted so far clearly show that paper-based packaging is deliberately preferred by the consumers for reasons such as its degradability and recyclability. This study is concerned with an examination of the problems due to quality and heavy metals, which are experienced in paper-based packages used increasingly because of the wide field of usage and its advantages. 10 different samples widely used in the packaging industry were selected in the groups of paper, PE coated paperboard, and coated paperboard. As quality tests, the effects of the printing process on the mechanical strength properties, water vapor barrier properties, and surface properties were tested and the results were examined. To reveal health problems related to heavy metals, the heavy metal content of paper-based packaging samples and heavy metal migration conditions due to contact with food were examined. The relationship between the obtained heavy metal content and the properties of paper-based packaging samples was scrutinized and hygiene tests were also applied. In the study, it was observed that the printing process affects the mechanical properties of paper-based packaging in the quality tests. While the most effect was experienced in tensile strength, the least effect was detected in bending-folding resistance. Among the different climatic conditions applied in the water vapor permeability tests, the most water vapor transmission and structural deterioration in the packaging sample were experienced in hot and humid conditions. In the health tests section, Hg, Pb, Cd, Zn, Ni, Cr, and Al contents of packaging samples and chemical migration of these heavy metals were examined. As a result of structurally-sourced heavy metal analysis and migration tests, it has been determined that the biggest problems are experienced in recycled paper-based packaging.