Orta yoğunlukta lif levha (MDF) üretiminde inorganik dolgu maddelerinden kaya tuzu, kalsit, boraks, pentahidrat ve talk minerallerinin kullanılabilme olanaklarının araştırılması
The utilizing rock salt, caltite, boraks, pentahydrate and talk of inorganic fillers in medium density fibreboard (MDF) production
Yazar: OSMAN ÇAMLIBEL
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET AKGÜL
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Bu çalışmada, levha endüstrisinde gün geçtikçe artan hammadde talebini karşılayabilmek amacı ile lignoselülozik hammaddeye alternatifler sunmak üzere, ülkemizin yeraltı zenginliklerinden yararlanmak için, orta yoğunlukta liflevha üretimindeinorganik dolgu maddeleri; Kaya tuzu, Kalsit, Boraks pentahidrat ve Talk minerallerinin hem laboratuar hemde fabrika üretiminde kullanılabilme olanakları araştırılmıştır. İnorganik dolgu katkılı orta yoğunluktaki lif levha panelleri (210x4900x18 mm) Düzce Divapan AŞ. tesislerinde üretilmiştir. Lif üretiminde kullanılan yongalar,asplund defibratorunde 7-7.5 bar buhar basıncı, 180oC sıcaklık ve 4-5 dakika pişirme işlemine uğratılmıştır. Pişirilen yongalara liflendirmeden önce %1,5 parafin verilmekte ve segmentlerde liflendirilmektedir. Defibratör çıkışında blowline hattında liflere %1 amonyum sülfat pulverize olacak şekildeverilmektedir. Ayrı tankta hazırlanan inorganik dolgu maddeleri,1 m³ MDF üretiminde kullanılan lignoselülozik liflerin yerine %3 (20 kg), %6 (40 kg), %9 (60 kg) solüsyon oranlarında üre formaldehit tutkalına karıştırılarak pulverize olarak blowline'dan liflere verilmektedir. Bu aşamadan sonra lifler kurutma hattına girerek %8-%12 rutubete kadar kurutulmakta ve serme bölümünde levha taslağı oluşturulmaktadır. Levhalar, katlı preste 185?190°C sıcaklık, 32?34 kg/cm² basınç ve 270 sn presleme süresinde üretilmektedir.Levhaların klimatize işlemini takiben 50, 80 ve 120 grit büyüklüğündeki zımpara bantları ile zımparalanmıştır. Laboratuar ve fabrikada üretilen levhalara fiziksel deneylerden; yoğunluk deneyi, 2-24 saat su alma ve suda şişme, yüzey toluen testi, biyolojik bozulma, yüzey parlaklığı ve renk değişimi analizleri yapılmıştır. Bu levhalara mekanik ve teknolojik deneylerden eğilme, çekme, elastikiyet, yüzey vida tutma, yüzey janka sertlik mukavemet testleri imal test cihazında yapılmıştır. Test sonuçlarına göre, Kalsit materyalinin hem maliyet hemde teknolojik özellikler açısından üretime en uygun mineral olduğu tespit edilmiştir. MDF'nin yanma testleri; AKY, KKY, KHY, AKY lüx, KKY lüx, KHY lüx, İYB, KHYS, Ağırlık kaybı deneyleri yapılmıştır. Bu levhalarda, inorganik dolgu miktarı arttıkça yanmaya karşı dirençlerinin arttığı görülmüştür. Boraks pentahidrat ve Talk mineralinin yanmaya en dirençli materyal olduğu anlaşılmıştır. İnorganik minerallerdenKalsit, Talk ve Boraks pentahidratın (%3, %6, %9)'luk oranlarında AISI 316, AISI 304, ST-37 çelikler üzerine korozyon etkisi açısından en iyi anti korozotif mineraller olduğu, ancak %6, %9 oranlarında Kaya tuzu mineralinin en korozotif etki gösterdiği ve metal yüzeylerde kullanılmasının uygun olmamaktadır.Sonuç olarak,inorganik dolgu minerallerinin MDF üretiminde kullanılabileceği ortaya çıkmıştır.Anahtar sözcükler: Boraks pentahidrat, İnorganik maddeler, Kaya Tuzu, Kalsit, Korozyon, Lif Levha, MDF, Talk, Teknolojik Özellikler,Yangın Geciktirici.

Abstract:
"In this study, to meet the ever-increasing demand for raw materials in board industry and to provide alternatives lignocellulosic raw material, by taking advantage of the underground riches of our country, it is investigated that whether Rock salt, Calcite, Borax pentahydrate and Talk minerals, which are inorganic fillers, can be used both in the laboratory and factory production in the production of medium density fiberboard." Inorganic fillers reinforced medium density fiberboard panels (2100x4900x18 mm) were produced in Divapan Integrated Wood Panel Industry And Trade Inc. plants. Chips used in fiber production have been subjected to the process of cooking for 4-5 minutes in Asplunddefibrator with the vapor pressure of 7-7.5 bar, and 180ºC temperature, 1.5 % paraffin has given to baked chips before fiber processing and this process is given in segments. 1% ammonium sulfate to be pulverized are added to fibers on output of defibrillator and blowline line. Inorganic fillers prepared in a separate tank, instead of lignocellulosic fibers used for the production of 1 m³ MDF, urea formaldehyde glue as a solution 3% (20 kg), 6% (40 kg), 9% (60 kg) percent mixed are given to fibersas pulverized on blowline. After this step, the fibers entering the drying lines are dried to 8% - 12% moisture and draft board is formed in paving section. Boards are produced in condition of multiple presses, 185-190°C temperature, 32-34 kg/cm² pressure and 270 second pressing time. Boards both sides following the acclimatization process were emeried with sanding belts that 50, 80 and 120 grit size. Physical experiments; density, thickness swelling (2h?24h) and surface absorption, toluene test surface, the surface brightness, colour changes test and biodegradation analyzes, were made to boards produced by the laboratory and factory. Tests, mechanical and technological properties, modulus of rupture (MOR), modulus of elasticity (MOE), and internal bond (IB), screw holding ability perpendicular to plane of board, Janka hardness were conducted to this board. According to test results, Calcite material was found to be the most suitable mineral for the production both in terms of cost and technological properties.MDF combustion tests; AKY, KKY, KHY, AKY luxury, KKY luxury, KHYluxury and İYB, KHYS, weight loss tests were carried out. It was observed that resistance to fire increases as the amount of inorganic fillers in these boards.It is understood that Borax pentahydrateand Talk minerals are least fire-resistant material.Inorganic minerals, Calcite, Talk, and Borax pentahydrate (3%, 6%, 9%) ratios respectively in terms of the effect of corrosion on steel AISI 316, AISI 304, ST-37 is the best anti-corrosive minerals, but the 6% rate of 9% Rock salt mineral observed the most korozotif effect and not appropriate to use on metal surfaces. As a result, it is concluded that inorganic fillers minerals can be used in the production of MDF.Key words: Borax, Calcite, Corrosion, Fiber Board, Fire Retardant, Inorganic Substances, MDF, Rock Salt, Talk, Technological Properties