The Control of the Edge Shrinkage in Board

Abstract

Tämän diplomityön tavoitteena oli löytää prosessiparametrejä nestepakkauskartongin reuna-alueiden kuivatuskutistuman hallintaan ja saada tuotteen reuna-alueiden sileystaso paremmaksi. Tarkoituksena oli parantaa reuna-alueiden painettavuusominaisuuksia sekä saada koneen poikkisuunnassa laadultaan parempi tuote.

Työn kirjallisuusosassa on tarkasteltu työn kannalta nestepakkauskartongin kriittisimpiä ominaisuuksia, sileyttä ja jäykkyyttä. Lisäksi kirjallisuusosassa on tarkasteltu kuitujen ominaisuuksia, sylinterikuivatusta ja kuivatuskutistumaa. Kokeellisessa osassa on etsitty esitutkimuksella prosessiparametrejä, jotka ovat aiheuttaneet poikkisuunnan sileyserojen kasvun kartonkikoneen investoinnin jälkeen. Suoria korrelaatioita prosessiparametrien ja kuivatuskutistuman välille ei löydetty. Kokeellisen osan tehdasmittakaavaisissa koeajoissa tutkittiin kahdeksan eri parametrin vaikutusta kuivatuskutistumaan, jotka perustuivat kirjallisuuteen.

Tutkituista parametreistä huulisuihkun iskukulman muutoksella sekä konesuuntaisella kuivatusprofiililla ei ollut vaikutusta kuivatuskutistumaan. Runkokerroksen mäntysellun korvaaminen koivusellulla vähensi kuivatuskutistumaa ja lisäsi sileyttä, mutta tuotteen palstautumislujuus ei tällöin ollut riittävä. Retentiokemikaalien reseptimuutoksilla pinta- ja taustakerroksen välillä, kuivatusosan nollatason laskulla ja perälaatikkosakeuksien pienentämisellä oli vähän vaikutusta kuivatuskutistumaan. Vaikutus reuna-alueiden sileyteen oli kuitenkin vähemmän kuin 10 %. Diplomityön perusteella kuivatusosan nopeuseroilla ja kuivatusviirojen kireyksillä oli suurin vaikutusta kuivatuskutistumaan ja reuna-alueiden sileystasoon. Lisäämällä nopeuseroja ja kiristämällä kuivatusviiroja reuna-alueiden sileyttä pystyttiin parantamaan yli 20 %.

The aim of this work was to find out the process parameters controlling the shrinkage in board and to improve the smoothness of the edge areas. The objective was to improve the printability of the edge areas and to minimize the quality differences in the cross machine direction.

In the literature part of the work the most critical quality values as regards to this work were studied. These were smoothness and bending stiffness. In addition to these also fiber properties, multi cylinder drying, and drying shrinkage were studied. After the investment on the BM4 the smoothness level has improved, but differences in the smoothness across the web have increased. In the experimental part of the work, first the possible correlations between the process parameters and the drying shrinkage were examined. The pre-investigation did not show any straight correlations between the studied process parameters and the shrinkage. The experimental part consisted of ten trial runs, where the effect of eight different process parameters on the shrinkage was studied.

The changes in the jet impingement angles and the drying profile in the machine direction did not affect the drying shrinkage. By replacing the pine in the middle ply with birch sulphate pulp smoothness improved. Nevertheless, birch pulp did not have enough internal strength and thus the bonding strength of the product was not adequate. By changing the retention chemical dosages between the top and the back layers, by lowering the zero point level, and by decreasing the headbox consistencies the smoothness of the edge areas improved. The impact was, however, lower than by increasing the speed differences in the drying section and by tightening the fabric tensions. The positive effect of the increased speed differences and the tightened fabric tensions on the smoothness of the edge areas was over 20 %.