Nestepakkauskartongin runkokerroksen rakenteen optimointi

Abstract

Diplomityön tavoitteena oli optimoida KA4:n nestepakkauskartongin runkokerroksen massakoostumus ja rakenne kartonkikoneen uusinnan jälkeen. Työssä tutkittiin Natura 285 –laatua, jota käytetään yhden litran vetoisissa maitopurkeissa. Pääasiallisena tavoitteena oli lisätä CTMP:n osuutta ja vähentää mäntysellun osuutta rungossa siten, että kartongin laatu ei heikkene. Työn kirjallisuusosassa perehdyttiin nestepakkauskartongin kriittisiin ominaisuuksiin ja CTMP:n vaikutuksiin runkokerroksessa. Rainanmuodostusta ja kuituverkoston lujuuden syntymistä käsiteltiin omina kokonaisuuksinaan. CTMP:n freeness-tason huomattava vähentäminen kasvattaa kartongin z-lujuutta ja palstautumislujuutta merkittävästi. Samalla höyrynkulutus kuitenkin kasvaa ja kartongin jäykkyys laskee jonkin verran paksuuden vähenemisen seurauksena. CTMP:n freeness-tason alentaminen arvosta 420 ml CSF arvoon 380 ml CSF ei alenna bulkkia merkittävästi. CTMP:n määrän kasvattaminen yli 60 %:in keskikerroksessa alentaa palstautumislujuutta ja z-lujuutta merkittävästi. Runkokerroksen mäntysellun korvaaminen koivusellulla parantaa kartongin sileyttä merkittävästi vakiopaksuudessa. Runkokerroksen massakomponenttien jauhatuksen lisäämisestä huolimatta z-lujuus ja palstautumislujuus laskevat vastaavasti huomattavan paljon. Koivusellun käytöllä valmiin pakkauksen ominaisuudet eivät heikkene, mutta painatusominaisuudet paranevat. CTMP-laitoksen pääjauhinten uudella LE-terämallilla saavutetaan huomattava energian säästö vanhaan terämalliin verrattuna. Kuidun keskipituus laskee jonkin verran LE-terien ikääntyessä ja samalla kuitujen sitoutumiskyky heikkenee.

The aim of the study was to optimize mass proportion and construction of middle layer of liquid packaging board at BM4. The main objective was to increase the amount of CTMP and decrease the amount of softwood pulp in middle layer without any bad influence on board properties. In theoretical section of the work critical parameters of liquid packaging board and the influence of CTMP in middle layer of board were studied. Sheet forming and the bonding between fibers in the fiber network were also shortly studied. Significant drop in freeness level increases z-strength and bonding remarkably. At the same time steam consumption increases and stiffness of board decreases in some extent. There was no influence on bulk when freeness was dropped from 420 to 380 ml CSF. Increasing CTMP dosage in middle layer of board to over 60 % z-strength and bonding decreases significantly. The replacement of softwood pulp with hardwood pulp in middle layer shows significant improvement in smoothness at the same caliper. Bonding and z-strength will drop notably despite of the increased refining of broke and hardwood pulp. The use of hardwood pulp improves the printing properties of board without any bad influence on box properties. The use of new LE-segments at the CTMP plant reduces remarkably the energy consumption compared to old refining segments. The average fiber length will drop due to refining segments aging and at the same time the bonding ability of fibers decrease.