Kartongin pintakerroksen lujuuskemioiden vaikutus taivutusjäykkyyteen
Jääskeläinen, Tiina (2018)
Jääskeläinen, Tiina
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201805107520
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201805107520
Tiivistelmä
Opinnäytetyö tehtiin Kemira Oyj:n tutkimuskeskuksessa Espoon Suomenojalla, Fiber & Bioeconomy -osastolla. Työn tarkoituksena oli tutkia kartongin pintakerrokseen käytettävien lujuuskemikaalien vaikutusta taivutusjäykkyyteen. Kuluttajapakkauskartongeilla tärkein mekaaninen ominaisuus on taivutusjäykkyys. Kartongista pyritään tekemään entistä kevyempää nostamalla keskikerroksen bulkkia (paperin tiheyden käänteisarvo, nk. ominaistilavuus) säilyttäen samalla sen lujuusominaisuudet.
Työ jakaantui kahteen osaan. Ensimmäisessä osassa tehtiin laaja arkkisarja useilla eri kemikaaleilla ja saatujen tulosten perusteella valittiin parhaat yhdistelmät toiseen arkkisarjaan. Ensimmäinen, yksikerrosarkkisarja tehtiin Rapid-Köhthen-tyyppisellä arkkimuottilaitteistolla. Kolmikerrosarkkisarja tehtiin dynaamisella arkkimuotilla, joka mallintaa paremmin arkinmuodostusta perinteisellä paperikoneella. Kolmikerrosarkeista mitattiin taivutusjäykkyydet, joista saatujen mittaustulosten avulla pyrittiin todentamaan pintakerrokseen käytettyjen kemioiden vaikutukset.
Rapid-Köthen-arkkien perusteella valikoitui dynaamiselle arkkimuotille kahdeksan erilaista kationinen ja anioninen/amfoteerinen polymeeri -yhdistelmää. Näistä voidaan taivutusjäykkyysmittausten jälkeen todeta, että kaksi eri tärkkelyksen ja polymeerin yhdistelmää ovat toimivia, kun halutaan vaikuttaa taivutusjäykkyyteen. Tutkimusta voisi jatkaa ottamalla tarkasteluun kyseiset yhdistelmät ja vaihtamalla kemikaalien suhteita (anioninen/kationinen) sekä annosmääriä.
Työ jakaantui kahteen osaan. Ensimmäisessä osassa tehtiin laaja arkkisarja useilla eri kemikaaleilla ja saatujen tulosten perusteella valittiin parhaat yhdistelmät toiseen arkkisarjaan. Ensimmäinen, yksikerrosarkkisarja tehtiin Rapid-Köhthen-tyyppisellä arkkimuottilaitteistolla. Kolmikerrosarkkisarja tehtiin dynaamisella arkkimuotilla, joka mallintaa paremmin arkinmuodostusta perinteisellä paperikoneella. Kolmikerrosarkeista mitattiin taivutusjäykkyydet, joista saatujen mittaustulosten avulla pyrittiin todentamaan pintakerrokseen käytettyjen kemioiden vaikutukset.
Rapid-Köthen-arkkien perusteella valikoitui dynaamiselle arkkimuotille kahdeksan erilaista kationinen ja anioninen/amfoteerinen polymeeri -yhdistelmää. Näistä voidaan taivutusjäykkyysmittausten jälkeen todeta, että kaksi eri tärkkelyksen ja polymeerin yhdistelmää ovat toimivia, kun halutaan vaikuttaa taivutusjäykkyyteen. Tutkimusta voisi jatkaa ottamalla tarkasteluun kyseiset yhdistelmät ja vaihtamalla kemikaalien suhteita (anioninen/kationinen) sekä annosmääriä.