Päällystepastan rakenteen vaikutus eri mittausmenetelmiin

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin tilaustyönä Valmet Automation Oy:lle. Opinnäytetyön lähtökohtana oli Valmetin on-line-päällystemäärämittari, jolle haluttiin selvittää päällystepigmenttinä käytettyjen kalsiumkarbonaattien keski-ir-alueen (MIR) mittausvastetta. Mittausvastetta tutkittiin pigmenttipäällystetyillä taivekartonkinäytteillä, jotka päällystettiin TAMKin pastalaboratoriossa. Tarkoituksena oli tutkia eri kalsiumkarbonaattien ja niiden jauhatusasteiden sekä päällystekerrosten paksuuden vaikutusta MIR-mittauksen vasteeseen. Kalsiumkarbonaatin määrää mitattiin kahdella eri FTIR-laitteella ja on-line-mittarilla. Lisäksi kalsiumkarbonaatin määrä laskettiin kuivapaino- ja tuhkamäärityksestä. Mittaustuloksia verrattiin kuivapainomäärityksestä saatuun kalsiumkarbonaattimäärään.

Mittaustulosten perusteella GCC-pigmenttien mittausvasteet ovat lineaarisia noin 50–60 g/m2:n päällystemäärään asti, jonka jälkeen ne muuttuvat epälineaarisiksi. PCC-käyrät ovat lineaarisia myös suuremmilla päällystemäärillä, noin 65–70 g/m2:n päällystemäärään asti. GCC:n ja PCC:n mittausvasteet ovat erilaisia: PCC:llä mittausvaste on lineaarisempi kuin GCC:llä. Lisäksi huomattiin, että myös partikkelikokojakaumalla eli jauhatusasteella on hieman vaikutusta mittausvasteisiin GCC:llä suurilla päällystemäärillä. PCC:llä partikkelikokojakaumalla ei ole huomattavaa eroa.

Opinnäytetyön tuloksia hyödynnetään Valmetilla päällystemäärämittalaitteiden käytössä. Tutkimuksen tulosten perusteella voidaan luoda vastekertoimet eri karbonaateille Valmetin on-line-mittarille. Jatkotutkimuksen avulla voisi selvittää muiden päällystyspastan komponenttien, esimerkiksi kaoliinin, vaikutusta MIR-vasteeseen samoilla mittausmenetelmillä.

The target of this study was to find out the measurement response of different calcium carbonate coating pigments in the mid-ir (MIR) range for the on-line coat weight measuring device for Valmet Automation Oy. In the examined coated board samples, the thickness of the coating layer, the type of carbonate and the degree of grinding were changed. The coat weight was measured with several devices. All of the measurements were compared to the coat weight from the oven dry method.

It was found that with PCC the measurement response of is more linear than with GCC. The measurement responses of the GCCs are linear up to 50–60 g/m2 coat weight, The PCCs are linear at higher coat weight, up to 65–70 g/m2. Different grinding degrees of GCCs have a difference in measurement responses at higher coat weights. With PCC, the degree of grinding has no effect on the measurement response.

Based on the results, the response coefficients for different calcium carbonates can be created for Valmet’s on-line device. A topic for further research could be to find out the effect of kaolin on the measurement response using the same methods.