Päällystyksen vaikutus paperin ja kartongin laserleikattavuuteen

Abstract

Tämän diplomityön tarkoituksena oli selvittää päällystyksen vaikutusta paperin ja kartongin laserleikattavuuteen. Aiheeseen liittyi myös laserparametrien vaikutuksen selvittäminen leikattaessa päällystettyjä paperi- ja kartonkilaatuja. Päällystepigmentteinä käytettiin kalsiumkarbonaattia ja kaoliinia sekä niiden seosta. Leikkausnopeus alenee päällystyspigmentistä ja sen määrästä riippuen 5 – 20 % verrattuna saman neliöpainoisiin päällystämättömiin materiaaleihin. Yli 1000 W:n laserteholla leikkausnopeuden kasvu tehon funktiona pysähtyy kalsiumkarbonaatilla päällystetyillä kartongeilla. Päällystetyllä paperilla vastaava tehoraja on 1400 W. Polttopisteen optimi paikkaan päällystyksellä ei ole vaikutusta. Myöskään leikatun reunan laatuun päällystyksellä ei ole suurta vaikutusta. Leikkauksessa muodostuvat savut ovat pääasiassa selluloosan pilkkoutumistuotteita. Suuri osa savuista on myrkyllisiä, joten leikkauskohdan riittävästä ilmanvaihdosta on huolehdittava. Sopivilla prosessiparametreilla voidaan saada 10 – 20 %:n parannuksia leikkausnopeuteen.

The purpose of this master’s thesis was to determine the effects of coating on laser cuttability of coated papers and boards. The other goal was to understand the effects of process parameters on cutting while cutting coated papers and boards with laser. Coating pigments used in this work were calcium carbonate, kaolin and their mixture. Cutting speed decreases 5 - 20 % as a function of coating grammage when cutting coated papers or boards compared to uncoated materials of equivalent grammage. Cutting speed ceases to increase as a function of laser power when board coated with calcium carbonate is cut with a laser power of 1000 W. Equivalent cutting speed limit is reached with a laser power of 1400 W when paper coated with calcium carbonate is cut. Coating has no effect on the optimal focal point position. Also the quality of cutting edge is not affected by coating. Fumes produced in laser cutting of coated papers and boards are mainly decomposition products of cellulose. Main part of fumes produced are toxic thus efficient ventilation of cutting area is necessary. Improvements of about 10 – 20 % can be gained in cutting speed with suitable process parameters.