Huulisuihkun homogeenisuuden vaikutus paperin rakenneominaisuuksiin

Abstract

Työssä verrattiin perälaatikoilla 1 ja 2 valmistettujen papereiden rakenteellisia ominaisuuksia. Paperin rakenteessa formaatio oli tärkein ominaisuus ja sen jälkeen kuituorientaatio. Näytteiden valintaperusteena pidettiin sitä, että vertailtavilla näytteillä formaatio (pohja) oli paras kyseisellä perälaatikolla ja vetolujuussuhteet olivat samoja. Toinen valintatapa oli verrata samoissa virtausolosuhteissa valmistettuja papereita keskenään.

Näytteiden formaatio mitattiin betaradiografialla. Fosforikuvalevystä skannattu kuva analysoitiin kuva-analyysillä. Mittauksen etuna oli suuri erottelukyky, joka mahdollisti monipuolisen tunnuslukujen laskennan. Näistä esimerkkeinä olivat keskihajonta, vinous ja huipukkuus. Lisäksi määritettiin flokkikokojakaumat sekä kone- että poikkisuuntaan. Kuituorientaation määrityksessä paperinäyte revittiin kerroksiin, kerrokset skannattiin ja kuvat analysoitiin kuvankäsittelyohjelmilla. Juova- ja kuituorientaatioanalyysissä määritettiin orientaatiokulma, max/min-arvo ja anisotropia. Virtaviiva-analyysin tunnusluku oli pyörrekoko.

Käytettäessä tunnuslukuna variaatiokerrointa formaatio oli parempi perälaatikolla 1 ali- ja yliperällä. Tasaperän läheisyydessä formaatio oli huonompi. Keskihajonta oli pienempi perälaatikolla 1, mutta erot perälaatikoiden välillä tasaantuivat lähellä tasaperää. Flokkikoko oli koko s/v-alueella hieman suurempi perälaatikolla 1. Virtaviiva-analyysin avulla saatiin selville, että perälaatikolla 1 valmistettujen papereiden paikallinen orientaatiovaihtelu ja pintojen toispuoleisuus oli lievempää kuin perälaatikolla 2.

Structural properties of paper produced with headboxes 1 and 2 were compared in the Master’s thesis. Formation was the most important and uniformity of fibre orientation was the second most important property of the paper structure. One of the selection criteria of the samples was such that formation of the compared samples was the best for each headbox. In addition tensile strength ratio was same in compared samples. The second way was to compare papers produced in the same flow conditions with each other.

The formation of the samples were measured by b-radiography. The scanned image of storage phosphor screen was studied using image analysis. The advantage of this measurement was good resolution that made it possible to calculate many kinds of parameters, e.g standard deviation of basis weight, skewness and kurtosis. In addition, floc size distributions were determined in CD- and MD directions. In the determination of fiber orientation, the sample was split in to several layers, the layers were scanned and analysed by image processing programs. In streak and fiber orientation analysis orientation angle, maximum/minimum value and anisotropy were determined. The parameter calculated in the streamline analysis was vortex size.

When formation was assessed by coefficient of variation, it was found better in rush and drag with the headbox 1. However, near jet/wire ratio 1, formation was found worse. Standard deviation of grammage was smaller with the headbox 1 but differences between headboxes became negligible near jet/wire ratio 1. Floc size was at whole jet/wire area slightly bigger with the headbox 1. Using streamline analysis of was found that local orientation variations and twosidedness were smaller with the headbox 1 than with the headbox 2.