Geelivirheiden analysointi polymeerikalvosta

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Borealis Polymers Oy:n muovitehtaan laadunvalvontalaboratoriossa. Tavoitteena oli tutkia muovituotannon laadunvalvontaan käytettävän automaattisen kalvovirheiden analysointimenetelmän soveltuvuutta erilaisille tuotelaaduille. Mahdollista mittauslaitteistolle ohjelmoitavaa korjauskerrointa varten tehtiin löydöksille vertailumittaukset mikroskoopilla.

Kalvo- kaapeli- ja putkituotteiden raaka-ainepelletit työstettiin tasokalvoksi yksiruuviekstruuderilla ja kalvon laatu analysoitiin kameralaitteiston avulla. Vertailumittaukset kalvovirheiden koosta tehtiin mikroskoopilla ja tuloksia verrattiin automaattisen analysointilaitteiston tuloksiin. Lisäksi valittujen näytteiden sulamiskäyttäytymistä tutkittiin lämpötasomikroskoopilla. Geelien analysointiin soveltuvista vaihtoehtoisista menetelmistä tehtiin teoreettista selvitystä.

Mikroskoopilla tehdyissä vertailumittauksissa havaittiin kalvovirheiden pituuden ylimittautumista laadunvalvonnan käytössä olevaa automaattista menetelmää käytettäessä. Vaihtoehtoisella kalvovirheen pinta-alaan perustuvalla mittausmenetelmällä ero mikroskooppimittauksiin oli pienempi. Työn aikana havaittiin myös kalvon riittämättömästä valonläpäisevyydestä johtuva kuvausmenetelmän heikko soveltuvuus putkituotteille. Mikroskooppimittausten perusteella saatiin määritettyä korjauskertoimet testatuille kalvo- ja kaapelituotteille.

Tämän opinnäytetyön tulosten pohjalta automaattista geelien analysointimenetelmää voidaan käyttää kalvo- ja kaapelituotteille. Korjaavina toimenpiteinä suositellaan nykyisen pituus-mittausmenetelmän vaihtamista löydöksen pinta-alaan perustuvaan Circle-menetelmään ja tuotteittain määritettävän korjauskertoimen käyttöä. Putkituotteiden analysointiin tulisi testata vaihtoehtoisia menetelmiä. Pienen otoskoon vuoksi suositellaan korjauskertoimien toimivuuden tarkistamista suuremmalla näytemäärällä.

The study was made at Borealis Polymers Oy plastic factory quality control laboratory. The aim was to investigate the suitability of automatic film defect analyzing method for different product types. Reference measurements of the findings were made by microscope for the possible correction factor to be used for the measuring setup.

Raw material pellets of film, cable and pipe products were machined to thin film with a single screw extruder and the film quality was analyzed with camera system. Comparative measurements of the defect size were made by microscope and the results were compared to the results of an automated analysis system. In addition, the melting behavior of selected samples were investigated by hot stage microscope. The suitability of alternative gel analytical methods was investigated.

Microscopic reference measurements revealed excessive defect length while using current automatic method for plastic quality control. While using alternative measuring method, the difference with microscope measurements were smaller. Insufficient light transmittance in pipe products were noted to cause severe problems for the reliability of camera measurements. Based on microscopic measurements, correction factors were determined for the tested film and cable products.

Based on results of this study, the automatic gel analysis method is suitable for film and cable products. As a corrective measure, it is recommended to replace the current length-based measurement method with the Circle method, based on the surface area of defect. Use of product based correction factor is also recommended. Alternative methods should be tested for pipe product analysis. Due to the small number of analyzed samples, it is recommended to verify the correction factors with a higher number of samples.