Kuitupitoisten arkkien valmistaminen mekaanisesta massasta

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli valmistaa kuituarkkeja ja tutkia niiden eri ominaisuuksia, erityisesti vesiabsorptiokykyä. Tavoitteena oli selvittää kuituarkkien ominaisuuksia tutkimalla, voidaanko materiaalia hyödyntää absorptiomateriaalina. Työn kokeellinen osuus suoritettiin Tampereen ammattikorkeakoulun paperi- ja pakkauslaboratoriossa. Laimennetusta massasta valmistettiin arkkimuotilla kuituarkkeja, jotka puristettiin ja kuivattiin. Tämän jälkeen osa arkeista kalanteroitiin. Arkeista selvitettiin joko laskemalla tai laboratorion laitteilla mittaamalla seuraavat laatusuureet: neliömassa, paksuus, tiheys, huokoisuus, ilmanläpäisevyys, pinnan karheus, paksuus ja vesiabsorptio.

Laboratoriomittausten yhteydessä havaittiin absorptiotestissä vesipisaran imeytymisen kuituarkkiin kestävän yllättävän kauan, tyypillisesti 2-3 sekuntia. Absorptiotestin tuloksista voitiin havaita kalanteroinnin laskevan eli parantavan kuituarkkien absorptioaikaa kaikilla neliömassoilla. Kalanteroinnin havaittiin laskevan myös pinnan karheutta, ilmanläpäisevyyttä ja huokoisuutta.

Laboratoriomittausten perusteella voidaan todeta, että TMP-kuidusta on mahdollista valmistaa nestettä absorboivaa materiaalia. Mittaustuloksista ei kuitenkaan pysty päättelemään kuinka paljon kuituarkit kykenevät imemään nestettä itseensä. Tämä olisi oleellinen tieto. Kun tarkastellaan TMP:n valmistusprosessin kalleutta ja energiankulutusta, voidaan ajatella massan olevan melko arvokasta käytettäväksi päätuotteena absorptiomateriaalissa.

The purpose of the thesis was to produce fiber sheets and investigate their properties, especially water absorption. The target was to find out if fiber sheets can be used as absorption material. The work was carried out in the paper and packaging laboratory of the Tampere University of Applied Sciences. Fiber sheets were made from the TMP pulp, some of which were calendered. The sheets were analyzed either by calculation or by measuring various quality parameters with laboratory equipment.

In connection with the laboratory measurements, it was found in the absorption test that the absorption of a drop of water into the fiber sheet takes a surprisingly long time, typically 2-3 seconds. From the results of the absorption test, it could be observed that calendering decreases, i.e. improves, the absorption time of the fiber sheets at all grammages. Calendering was also found to decrease the surface roughness, air permeability and porosity of the fiber sheets.

Based on the laboratory measurements, it can be stated that it is possible to make liquid absorbent material from TMP fiber. However, it is not possible to conclude from the measurement results how much the fiber sheets are able to absorb liquid. Looking at the cost and energy consumption of the manufacturing process of TMP, it can be thought that the pulp is quite valuable for use as the main product in absorption material.