Formaation optimointi Valformer viiraosalla

Abstract

Diplomityö on tehty osana suurempaa konelinjan uusintaprojektia, jossa muutettiin konelinjan tuotevalikoimaa kohti vaativampia toimistopaperilaatuja. Projektin tavoitteena oli konelinjan tuotantonopeuden ja kapasiteetin lisääminen ja siten kannattavuuden parantaminen kiristyvässä markkinatilanteessa.

Työssä selvitettiin erilaisia viiraosan ajomalleja koesarjojen avulla, joilla saavutetaan tavoiteltu formaatiotaso lopputuotteen vaatimukset huomioon ottaen. Lopputuotteena oli päällystämätön hienopaperi toimistokäyttöön. Tarkasteltavia laatuarvoja olivat formaation lisäksi huokoisuus, karheuden toispuoleisuus, vetolujuussuhde, bulkki ja opasitetti.

Paperin painettavuuden kannalta kuituorientaatiolla on suuri merkitys sen käyttäytymiseen jatkojalostuksessa ja loppukäytössä. Kuituorientaation suuntautuneisuus on eräs tärkeimmistä paperin anisotropisuuden osatekijöistä. Anisotropian toispuoleisuus aiheuttaa kopiopaperille haitallista käyristymistä.

Paperin formaatiolla tarkoitetaan pienimittakaavaista neliömassavaihtelua. Useat paperin ominaisuudet riippuvat formaatiosta, jonka takia se on yksi tärkeimmistä paperin rakenneominaisuuksista. Formaation tasaisuus vaikuttaa suoraan paperin huokoisuuteen, paksuuteen sekä useisiin toiminnallisiin ominaisuuksiin, kuten vetolujuuteen. Formaation todetaan olevan sitä parempi, mitä vähemmän pienimittakaavaista neliömassavaihtelua esiintyy.

Optimointikoeajojen aikana ei löydetty yksiselitteistä ajomallia hyvän (< 4,0 g/m2) formaatiotason saavuttamiseksi. Optimointikokeissa saavutettu formaatio oli 4,1 g/m2, 80 g/m² paperilla. Formaation optimoinnissa saavutettiin noin 20 %:n parannus aiempaan tasoon verrattuna. Tavoitellusta formaatiotasosta jäätiin vielä noin 5 %. Tuotantokoneen optimoinnissa on aina huomioitava koneen hallittavuus ja ajettavuus, jotka ovat tärkeimmässä asemassa optimoitaessa laatua.

This master’s thesis has been done as part of a larger paper machine line renewal project. During that project changed the product range of the paper machine line towards more demanding office paper grades. The aim of the project was to increase the production speed and capacity thus improving profitability for the demand of the global markets.

Various pilot trials have done during this thesis for achieve the desired level of formation, considering the requirements of the final product. The final product was uncoated fine paper for office use. The most important quality values were formation, porosity, one-sided roughness, tensile strength, bulk and opacity.

Considering paper printability, fiber orientation has a major role in its behavior in further processing and end use. The orientation of fiber is one of the most important elements of paper anisotropy. The one-sidedness of anisotropy causes harmful curling on the copy paper.

Formation means small-scale basis weight variation of paper. Formation is one of the most important structure properties of paper because many other properties are dependent on formation. The evenness of formation interacts with porosity, thickness and many other functional properties like tensile strength. Formation is the better the less small-scale basis weight variation appears.

During the optimization tests, unambiguous drive model for the wire section was not found to achieve a good (<4.0 g/m2) formation. Achieved formation for the optimization test was 4.1 g/m2, with 80 g/m² of paper grade. An optimization of the formation achieved an improvement about 20% compared to the previous level. Approximately 5% of the targeting level was missed. The optimization of the paper machine line must always take into account the manageability and runnability of the machine, which are the most important optimizing quality.