Kartongin reunaimeytymän hallittavuus
Pöllänen, Saija (2013)
Tiivistelmä
Kuppikartongin yksi tärkeimmistä ominaisuuksista on reunaimeytymän vastustuskyky, joka tulee olla riittävällä tasolla laadun takaamiseksi. Koska yksinkertainen juomakuppi on bulkki¬tuote, ei sen raakareunaa kannata taloudellisuuden vuoksi suojata tätä varten kehitellyillä menetelmillä vaan itse kartongin tulee vastustaa nesteitä riittävässä määrin.
Tämän diplomityön tarkoituksena oli selvittää hydrofobointiin käytettävän massaliiman (hartsi) sekä pintaliiman joukkoon annosteltavan lisäaineen välinen optimaalinen suhde parhaan vastustuskyvyn saavuttamiseksi. Lisäksi selvitettiin joidenkin liimapuristimen ajo-olosuhteiden vaikutusta pintaliiman pick-upiin sekä koneen pH-tason oikeellisuus. Jauhatuksen vaikutusta tutkittiin lähinnä historiatietojen avulla.
Tutkimus koostui viidestä tehdasmittakaavaisesta koeajosta, joiden avulla selvitettiin muuttujien vaikutus sisäisellä reunaimeytymän määritysmenetelmällä sekä määrittä¬mällä koepisteistä kulloinkin mielenkiinnon kohteena olleet kemikaalipitoisuudet. Viimeisen koeajon koepisteet jalostettiin lisäksi valmiiksi kupeiksi.
Käytetty reunaimeytymän määritysmenetelmä osoittautui virhealttiiksi eivätkä raakakartongista tehtyjen määritysten tulokset korreloineet kovinkaan voimakkaasti PE-päällystettyjen näytteiden kanssa. Menetelmän kehitystä on viety eteenpäin tämän työn rinnalla ja työ jatkuu edelleen. Lisäksi kartongin hartsipitoisuusmääritysten tuloksista paljastui ristiriitaisuuksia, joiden vuoksi menetelmää uusittiin voimakkaasti.
Reunaimeytymän vastustuksen riittävyydeksi koneella käytettävien massaliima-annosten tulee olla vähintään valitulla nollatasolla kaikissa kerroksissa ja pintaliiman lisäaine tulee pitää käytössä. Mikäli lisäaine jätetään pois käytöstä, tulee massaliima-annokset olla hyvin korkeita, eikä tämäkään takaa täysin reunaimeytymätöntä lopputuotetta. Lisäaineen ollessa käytössä ei suuremmalla massaliima-annoksella ole puolestaan merkittävää vaikutusta. Konetta ajetaan nykyisin hyvin alhaisella pH-tasolla, mutta tason nostaminen aiheuttaa selvän liimauksen heikkenemisen.
Liimapuristimelle tulevan radan kosteudella ja pintaliiman kuiva-aineella ei näyttäisi olevan vaikutusta kartongin reunaimeytymän vastustuskykyyn. Myöskään taustakerroksen koivun jauhatusasteella ei ole merkitystä alueella, jolla koneella operoidaan. CTMP-massan jauhatuksen tulee sen sijaan olla riittävä, jotta keskikerrokseen ei synny yksittäisiä, pitkiä imeytymiä. One of the most important properties of cupboard is the resistance against edge wicking. Simple drinking cup is a bulk product, and therefore it isn’t economically reasonable to protect its raw edge with methods developed for the purpose. Instead, the board itself must resist liquids to a sufficient degree.
The object of this thesis was to find the optimal relationship between hydrophobic sizing agent (rosin) and surface size additive, to ensure best possible resistance against liquids. Furthermore, the effect of some size press parameters on size pick-up and machines pH-level’s accuracy was examined. The effect of refining was studied mainly with help of history data.
The experimental work was conducted by performing five industrial scale test runs. The effect of variables was tested with internal edge wicking test and also by determining rosin and surface size additive contents of the board. Reels from the last test run were also converted to ready cups.
The used method for determine the edge wicking proved to be error sensitive and the correlation between measurements made from raw board and polyethylene coated board was not good. There has been development of the method parallel to this thesis and the work still continues. There were also some contradictions at the results of the rosin content determination and because of that the method was highly renewed.
For the adequate resistance against edge wicking, internal sizing doses need to be at least at the chosen zero level and the surface size additive need to be kept on use. If, for some reason, the additive must be left out, internal sizing doses have to be extremely high and even this does not guarantee final product with zero edge wicking. At the moment, the machine is driven at very low pH-level, but raising the level up will cause distinct degrease on sizing efficiency.
Moisture of web entering the size press and solid content of the surface size seems not to have influence on raw edge penetration tendency. Also the refining level of back layer‘s hardwood pulp does not have any effect at the region that the machine is operated. Instead, the refining of the CTMP-pulp must be at sufficient level to prevent wicking to the middle layer.
Tämän diplomityön tarkoituksena oli selvittää hydrofobointiin käytettävän massaliiman (hartsi) sekä pintaliiman joukkoon annosteltavan lisäaineen välinen optimaalinen suhde parhaan vastustuskyvyn saavuttamiseksi. Lisäksi selvitettiin joidenkin liimapuristimen ajo-olosuhteiden vaikutusta pintaliiman pick-upiin sekä koneen pH-tason oikeellisuus. Jauhatuksen vaikutusta tutkittiin lähinnä historiatietojen avulla.
Tutkimus koostui viidestä tehdasmittakaavaisesta koeajosta, joiden avulla selvitettiin muuttujien vaikutus sisäisellä reunaimeytymän määritysmenetelmällä sekä määrittä¬mällä koepisteistä kulloinkin mielenkiinnon kohteena olleet kemikaalipitoisuudet. Viimeisen koeajon koepisteet jalostettiin lisäksi valmiiksi kupeiksi.
Käytetty reunaimeytymän määritysmenetelmä osoittautui virhealttiiksi eivätkä raakakartongista tehtyjen määritysten tulokset korreloineet kovinkaan voimakkaasti PE-päällystettyjen näytteiden kanssa. Menetelmän kehitystä on viety eteenpäin tämän työn rinnalla ja työ jatkuu edelleen. Lisäksi kartongin hartsipitoisuusmääritysten tuloksista paljastui ristiriitaisuuksia, joiden vuoksi menetelmää uusittiin voimakkaasti.
Reunaimeytymän vastustuksen riittävyydeksi koneella käytettävien massaliima-annosten tulee olla vähintään valitulla nollatasolla kaikissa kerroksissa ja pintaliiman lisäaine tulee pitää käytössä. Mikäli lisäaine jätetään pois käytöstä, tulee massaliima-annokset olla hyvin korkeita, eikä tämäkään takaa täysin reunaimeytymätöntä lopputuotetta. Lisäaineen ollessa käytössä ei suuremmalla massaliima-annoksella ole puolestaan merkittävää vaikutusta. Konetta ajetaan nykyisin hyvin alhaisella pH-tasolla, mutta tason nostaminen aiheuttaa selvän liimauksen heikkenemisen.
Liimapuristimelle tulevan radan kosteudella ja pintaliiman kuiva-aineella ei näyttäisi olevan vaikutusta kartongin reunaimeytymän vastustuskykyyn. Myöskään taustakerroksen koivun jauhatusasteella ei ole merkitystä alueella, jolla koneella operoidaan. CTMP-massan jauhatuksen tulee sen sijaan olla riittävä, jotta keskikerrokseen ei synny yksittäisiä, pitkiä imeytymiä.
The object of this thesis was to find the optimal relationship between hydrophobic sizing agent (rosin) and surface size additive, to ensure best possible resistance against liquids. Furthermore, the effect of some size press parameters on size pick-up and machines pH-level’s accuracy was examined. The effect of refining was studied mainly with help of history data.
The experimental work was conducted by performing five industrial scale test runs. The effect of variables was tested with internal edge wicking test and also by determining rosin and surface size additive contents of the board. Reels from the last test run were also converted to ready cups.
The used method for determine the edge wicking proved to be error sensitive and the correlation between measurements made from raw board and polyethylene coated board was not good. There has been development of the method parallel to this thesis and the work still continues. There were also some contradictions at the results of the rosin content determination and because of that the method was highly renewed.
For the adequate resistance against edge wicking, internal sizing doses need to be at least at the chosen zero level and the surface size additive need to be kept on use. If, for some reason, the additive must be left out, internal sizing doses have to be extremely high and even this does not guarantee final product with zero edge wicking. At the moment, the machine is driven at very low pH-level, but raising the level up will cause distinct degrease on sizing efficiency.
Moisture of web entering the size press and solid content of the surface size seems not to have influence on raw edge penetration tendency. Also the refining level of back layer‘s hardwood pulp does not have any effect at the region that the machine is operated. Instead, the refining of the CTMP-pulp must be at sufficient level to prevent wicking to the middle layer.