Kartongin käyristymiseen vaikuttavat tekijät ja niiden hallinta valmistusprosessissa
Lampinen, Pasi (2014)
Diplomityö
2014
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2014042524958
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2014042524958
Tiivistelmä
Työssä selvitettiin uuden kostutuslaitteen toimivuutta kartongin käyristymisen hallinnassa. Työn tavoitteena oli löytää kostutuslaitteelle energiatehokas ja käyttäjäystävällinen ajotapa. Lisäksi pyrittiin etsimään tärkeimmät kartongin käyristymiseen vaikuttavat prosessimuuttujat ja selvittämään voidaanko niitä hyödyntää käyryyden hallinnassa. Työssä tutkittiin myös kostutuslaitteen käytön vaikutuksia kartongin muihin tärkeisiin ominaisuuksiin, jotta saataisiin selville miten uusi tuote eroaisi referenssituotteesta.
Kirjallisuusosassa selvitetään, mitkä tekijät vaikuttavat kartongin käyristymiseen ja miten käyristymistä pystytään hallitsemaan. Kirjallisuusosassa käsitellään myös, miten kartongin käyristymiseen tarvittavat epäsymmetriset mittamuutokset kartongin rakenteessa syntyvät lähtien kosteuden vaikutuksista aina yksittäisten kuitujen tasolta koko kartongin rakenteeseen asti. Kokeellisessa osassa selvitetään Inkeroisten Kartonkitehtaan kartonkikoneella ajettujen koeajojen avulla toimivaa ajotapaa kostutuslaitteelle ja eri prosessimuuttujien vaikutusta käyristymiseen. Koeajoissa tutkittiin epäsymmetrisen kostutuksen, kuivatuksen, sitoutuneisuuden, sekä kuituorientaation vaikutuksia kartongin käyristymiseen.
Koeajojen perusteella merkittävimmiksi tekijöiksi kartongin käyristymiseen osoittautuivat epäsymmetrinen kostutus sekä kuivatus. Muiden tekijöiden vaikutus kartongin käyristymiseen jäi vähäiseksi tai liian epäselväksi, jotta olisi voitu osoittaa, että muutos kartongin käyryydessä johtuisi nimenomaan kyseisen tekijän muutoksesta. Verrattaessa uutta tuotetta referenssituotteeseen kartongin pinta- tai lujuusominaisuuksissa ei havaittu tapahtuvan merkittävää muutosta, kun selkäkerroksen pintaliimaus korvattiin sumukostutuksella. The purpose of this thesis was to explore functionality of new moisturizing system in paperboard’s curling control. The aim was to determine energy efficient and user friendly settings for the moisturizer. In addition the most important process factors affecting the curling of paperboard and their usability in curl control were determined. In this work was also explored the effects of moisturizer into essential properties of paperboard in order to determine how new product differs from reference product.
In the literature part of this work is discussed which factors affect paperboard’s curling and how it can be controlled. In addition it is also discussed how asymmetric dimensional changes affect paperboard’s curling due to moisture changes in single fibers and whole structure. In the experimental part of this work the use of moisturizer is optimized by machine trials and the effects of different process factors to curling were investigated. Examined factors were asymmetric moistening, drying, bonding and fibre orientation.
As the result of trials the most important process factors affecting paperboard’s curling seem to be asymmetric moistening and drying. Effects of other factors to curling were minor or too indistinct, that their dependence cannot be proved. Comparing new product with reference product, there were no significant changes in paperboard’s surface or strength properties when the surface sizing of bottom side was replaced with water spray moistening.
Kirjallisuusosassa selvitetään, mitkä tekijät vaikuttavat kartongin käyristymiseen ja miten käyristymistä pystytään hallitsemaan. Kirjallisuusosassa käsitellään myös, miten kartongin käyristymiseen tarvittavat epäsymmetriset mittamuutokset kartongin rakenteessa syntyvät lähtien kosteuden vaikutuksista aina yksittäisten kuitujen tasolta koko kartongin rakenteeseen asti. Kokeellisessa osassa selvitetään Inkeroisten Kartonkitehtaan kartonkikoneella ajettujen koeajojen avulla toimivaa ajotapaa kostutuslaitteelle ja eri prosessimuuttujien vaikutusta käyristymiseen. Koeajoissa tutkittiin epäsymmetrisen kostutuksen, kuivatuksen, sitoutuneisuuden, sekä kuituorientaation vaikutuksia kartongin käyristymiseen.
Koeajojen perusteella merkittävimmiksi tekijöiksi kartongin käyristymiseen osoittautuivat epäsymmetrinen kostutus sekä kuivatus. Muiden tekijöiden vaikutus kartongin käyristymiseen jäi vähäiseksi tai liian epäselväksi, jotta olisi voitu osoittaa, että muutos kartongin käyryydessä johtuisi nimenomaan kyseisen tekijän muutoksesta. Verrattaessa uutta tuotetta referenssituotteeseen kartongin pinta- tai lujuusominaisuuksissa ei havaittu tapahtuvan merkittävää muutosta, kun selkäkerroksen pintaliimaus korvattiin sumukostutuksella.
In the literature part of this work is discussed which factors affect paperboard’s curling and how it can be controlled. In addition it is also discussed how asymmetric dimensional changes affect paperboard’s curling due to moisture changes in single fibers and whole structure. In the experimental part of this work the use of moisturizer is optimized by machine trials and the effects of different process factors to curling were investigated. Examined factors were asymmetric moistening, drying, bonding and fibre orientation.
As the result of trials the most important process factors affecting paperboard’s curling seem to be asymmetric moistening and drying. Effects of other factors to curling were minor or too indistinct, that their dependence cannot be proved. Comparing new product with reference product, there were no significant changes in paperboard’s surface or strength properties when the surface sizing of bottom side was replaced with water spray moistening.