Measuring and analysing white top mottling phenomena

Abstract

Nykypäivänä yhä useampi yritys haluaa panostaa ekologisuuteen, niin tuotannossa kuin lopputuotteen pakkaamisessakin. Tämän vuoksi on tärkeää, että kartonki- ja paperiteollisuus pystyvät vastaamaan asiakkaiden vaatimuksiin ja korkeisiin laatustandardeihin. Valmet Automation Oy on jo vuosien ajan kehittänyt uusia innovaatioita useille näiden tuotteiden valmistajille. Uutena tavoiteena olisi luoda mittausjärjestelmä korkealaatuiselle ulkopakkauskartongille, jonka pinnasta voitaisiin mitata white top mottling -ilmiötä. Tämä ilmiö johtuu kaksikerroskartongin ohuen vaaleasta kuidusta muodostuvan pintakerroksen formaation epätasaisuudesta, joka johtaa pohjakerroksen läpinäkymiseen.

Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää, onko mahdollista luoda kuvatun kaltainen järjestelmä ja kuinka se parhaiten toimisi. Prosessia varten Valmet oli rakentanut prototyyppilaitteiston, joka sisälsi konenäkökameran sekä kolmea eriväristä valoa tuottavia LED-lamppuja.

Varsinainen työ suoritettiin vertaamalla nykyistä menetelmää, missä valmiista rullasta otettu näytepala analysoidaan laboratoriossa, sekä uutta mittalaitteistoa, jolla mittaus suoritetaan suoraan linjalta. Tutkimuksessa vertailukohtana käytettiin MottlingExpert-ohjelmaa, johon syötetään skannerilla otettuja kuvia näytteistä. Ohjelma antaa arvon mottlingin suuruudesta suoraan taulukkoon. Näitä tuloksia verrattiin kuviin, joita otettiin prototyyppilaitteistolla ja analysoitiin erityisellä MATLAB-skriptillä. Tuloksista ei saatu suoraan verrattavia, mutta vertailu onnistui soveltamalla.

Johtopäätöksenä voi todeta, että tulokset ovat kääntäen verrannollisia alkuperäisiin tuloksiin. Valojen väreillä ei näyttäisi olevan suurta merkitystä ainakaan korrelaation kannalta. Toki mittauksien määrää lisäämällä niitä olisi mahdollista saada.

Nowadays companies want to invest to be more ecological in production and packaging of the product. It is important that paperboard industry can respond to customers’ demands. Valmet Automation Oy is developing a new measuring system for high quality packaging board. This system should be able to measure white top mottling phenomena. White top mottling occurs when the formation is bad on the top ply of the board, so the bottom ply can be seen through.

The aim of this thesis was to figure out if there is a possibility create this kind of a system and see how it would work the best. Valmet had built a prototype measuring setup that included a machine vision camera and led lamps that could produce three different colours of light.

The research itself was conducted by comparing the existing method to a new measuring unit that measures mottling online. The base measurements were taken from the program MottlingExpert. These results were then compared to the pictures taken with the prototype system and analysed by a specific MATLAB script. The results couldn’t be compared directly, but some correlation could be found.

In conclusion, there were results and they were reverse correlation between them. The colours didn’t have much variation.