Alkaliniteetin vaikutus kartongin AKD-liimaukseen
Mikkola, Vilma (2023)
Kandidaatintyö
2023
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023052949029
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023052949029
Tiivistelmä
Taivekartonkia käytetään yhä enemmän pakkausmateriaalina. Pakkauksen on oltava läpäisemätön muun muassa kosteuden suhteen, jotta sitä voidaan käyttää esimerkiksi elintarvikkeiden pakkaamiseen. Kartongin hydrofobisuutta eli vedenhylkivyyttä parannetaan hydrofobiliimoilla. Yksi näistä hydrofobiliimoista on alkyyliketeenidimeeri (AKD).
AKD-liimaukseen vaikuttavat monet prosessiolosuhteet, kuten pH ja lämpötila. Liimausreaktio vaatii aikaa, sillä liima reagoi selluloosan kanssa jopa useita päiviä kartongin valmistumisen jälkeen. Jotta AKD:n ja selluloosan välistä reaktiota voitaisiin nopeuttaa, lisätään joukkoon alkaliniteettia nostavia yhdisteitä, kuten bikarbonaatteja. Alkaliniteetti kuvastaa veden kykyä neutraloida happoja karbonaattien ja bikarbonaattien ekvivalenttipisteeseen. Liimauksen kannalta alkaliniteetilla on positiivinen vaikutus, mutta liiallinen alkaliniteetti voi huonontaa liimausta.
Teoriaosassa tarkasteltiin eri prosessiolosuhteiden vaikutusta AKD-liimaukseen sekä kokeellisessa osassa tutkittiin Cobb-testin ja alkaliniteettimittausten arvojen vaihtelua sekä käyttäytymistä, ja tarkasteltiin, löytyykö näiden väliltä korrelaatiota. Cobb- ja alkaliniteettiarvot vaihtelivat päivittäin. Laboratorion Cobb-mittauksista lopullista liimausastetta on vaikea ennustaa, sillä mitatut Cobb-arvot poikkesivat tehokkaan uunikypsytysmenetelmän takia luonnollisesti kypsyneiden myynti- ja painonäytteiden Cobb-arvoista välillä hyvinkin paljon. Alkaliniteetin ja laboratorion Cobb-arvojen väliltä ei löydetty suoranaista korrelaatiota, koska tuloksissa ei havaittu suuria muutoksia. Yli 100 ppm:n alkaliniteetti edesauttaa liimausreaktiota ja myynti- sekä painonäytteiden tapauksessa huomattiin, että alkaliniteetin noustessa, saavutettiin usein parempia Cobb-arvoja. Kartongit, joilla oli alhaisempi neliömassa, olivat herkempiä alhaiselle alkaliniteetille, jolloin Cobb-arvot olivat suurempia. Keskimäärin 120–150 ppm:n alkaliniteetilla saavutettiin paras liimausaste.
AKD-liimaukseen vaikuttavat monet prosessiolosuhteet, kuten pH ja lämpötila. Liimausreaktio vaatii aikaa, sillä liima reagoi selluloosan kanssa jopa useita päiviä kartongin valmistumisen jälkeen. Jotta AKD:n ja selluloosan välistä reaktiota voitaisiin nopeuttaa, lisätään joukkoon alkaliniteettia nostavia yhdisteitä, kuten bikarbonaatteja. Alkaliniteetti kuvastaa veden kykyä neutraloida happoja karbonaattien ja bikarbonaattien ekvivalenttipisteeseen. Liimauksen kannalta alkaliniteetilla on positiivinen vaikutus, mutta liiallinen alkaliniteetti voi huonontaa liimausta.
Teoriaosassa tarkasteltiin eri prosessiolosuhteiden vaikutusta AKD-liimaukseen sekä kokeellisessa osassa tutkittiin Cobb-testin ja alkaliniteettimittausten arvojen vaihtelua sekä käyttäytymistä, ja tarkasteltiin, löytyykö näiden väliltä korrelaatiota. Cobb- ja alkaliniteettiarvot vaihtelivat päivittäin. Laboratorion Cobb-mittauksista lopullista liimausastetta on vaikea ennustaa, sillä mitatut Cobb-arvot poikkesivat tehokkaan uunikypsytysmenetelmän takia luonnollisesti kypsyneiden myynti- ja painonäytteiden Cobb-arvoista välillä hyvinkin paljon. Alkaliniteetin ja laboratorion Cobb-arvojen väliltä ei löydetty suoranaista korrelaatiota, koska tuloksissa ei havaittu suuria muutoksia. Yli 100 ppm:n alkaliniteetti edesauttaa liimausreaktiota ja myynti- sekä painonäytteiden tapauksessa huomattiin, että alkaliniteetin noustessa, saavutettiin usein parempia Cobb-arvoja. Kartongit, joilla oli alhaisempi neliömassa, olivat herkempiä alhaiselle alkaliniteetille, jolloin Cobb-arvot olivat suurempia. Keskimäärin 120–150 ppm:n alkaliniteetilla saavutettiin paras liimausaste.