Paperin palosuoja-aineiden testimenetelmät

Abstract

Opinnäytetyö toteutettiin Kiilto Oy:n Lempäälän toimipisteen tuotekehityslaboratorion palonestotiimille. Opinnäytetyön tavoitteena oli määritellä Kiillon käyttöön perustestitavat, joita voidaan käyttää paperille tarkoitettujen palosuoja-aineiden ominaisuuksien kehittämiseen sekä niiden testaamiseen. Tavoitteena oli löytää testi- ja applikointimenetelmät, joilla saatiin toistettavasti ja luotettavasti suoritettua testit paperille levitetyille palosuoja-aineille.

Opinnäytetyön tarkoituksena oli testata eri paksuisille papereille sopiva levitysmäärä referenssipalosuoja-aineen avulla. Palosuoja-aineen levittämiseen käytettiin eri kokoisia applikaattoreita sekä applikointilaitetta kolmella eri nopeudella. Riittävä palosuoja-aineen määrä varmistettiin suorittamalla pienen liekin testi rinnakkaisille näytteille. Palosuoja-aineen vaikutusta paperin imeytyvyysominaisuuksiin testattiin kolmella eri testimenetelmällä. Edellisten testien perusteella valittiin yksi paperin paksuus, jolle testattiin eri palosuoja-aineiden levitystä ja kahta eri imeytyvyystestiä. Tarkoituksena oli testata testien toistettavuutta eri palosuoja-aineresepteillä ja tutkia, antavatko testit vertailukelpoisia tuloksia eri reseptien toimivuudesta.

Opinnäytetyön tuloksena saatiin referenssipalosuoja-aineen 1 avulla määritettyä applikointiparametrit 60, 90 ja 120 g/m2 papereille, sekä todettua, että veden ja palosuoja-aineen absorptiokykyä voidaan luotettavimmin ja toistettavimmin mitata Cobb-testin avulla. Papereille määritettyjen parametrien avulla voidaan kehittää uusia palosuoja-aineita niin, että tuloksia verrataan referenssillä saatuihin tuloksiin. Työssä käytetty referenssi on prosesseissakin toimiva palosuoja-aine, mikä on määrittänyt hyvät rajat parametreille uusien palosuoja-aineiden kehittämisen tueksi. Kontaktikulmaa ja Klemm-testiä ei suositella käytettäviksi näiden papereiden imeytyvyysominaisuuksien määrittämiseen. Tulevaisuudessa testit voivat kuitenkin olla hyviä ja suositeltavia testejä, jos tutkittavat paperit ovat ominaisuuksiltaan erilaisia.

Työstä saadut tulokset antavat hyvin lisätietoa palosuojatun paperin käyttäytymisestä testien aikana. Saatujen tuloksien perusteella voidaan määritettyjä parametreja käyttää uusien palosuoja-aineiden tutkimiseen ja kehittämiseen. Tulokset antavat hyvän pohjan palosuoja-aineiden imeytymistä parantavien apuaineiden jatkotutkimuksiin.

This thesis work was conducted for Kiilto Oy's product development laboratory in Lempäälä. The aim of this thesis was to determine the test methods for paper flame retardants. The tests are used in the development of the retardants’ properties. The aim was to find test and application methods that could be performed reproducibly and reliably for flame retardants applied to paper.

The purpose of the thesis was to test the application volume suitable for papers of different thicknesses with one flame retardant. The suitable application rate was determined by applicator size and application speed. An adequate volume of flame retardant was verified by a small fire test on parallel samples. The effect of the substance on the water absorption was tested by three different test methods. Based on the previous tests, one paper thickness was selected for testing the application of different flame retardants. The purpose was to test the reproducibility of the tests with different substance recipes and investigate whether the tests give comparable results on the functionality of different recipes.

As a result of the thesis, the application parameters were determined using the reference flame retardant number 1 for 60, 90 and 120 g/m2 papers. Also, the results indicate that the absorbency of water and flame retardant can be measured most reliably and reproducibly with the Cobb test. The parameters defined for the papers can be used to develop new flame retardants so that the results are compared with reference. The contact angle and the Klemm test are not recommended for use in determining the absorbency properties of papers. In the future, however, the previous tests may be good and recommended tests if the papers have different properties.

The results obtained from the work provide very good information on the behavior of flame retardant paper during the tests. Based on the obtained results, the determined parameters can be used for research and development of new flame retardants. The results provide a good basis for further research on compound that improve the absorption of flame retardants.