Erikoispitkien kuitujen hyödyntäminen syvävetomenetelmällä muokattavien arkkien valmistuksessa
Kokko, Sampsa (2025)
2025
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025091624737
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025091624737
Tiivistelmä
Pakkausmateriaalien valmistus ja käyttö ovat välttämätön osa nykyaikaista
tuotteiden kuljetusta, säilytystä ja kuluttajamarkkinointia. Lähes kaikki hyödykkeet pakataan jossain valmistuksen vaiheessa ja osa useampaan kertaan, mikä kuluttaa merkittävästi luonnonvaroja. Pakkaamisen ympäristövaikutukset ovat maailmanlaajuinen ongelma, johon on puututtu kansainvälisin sopimuksin sekä negatiivisten vaikutusten vähentämiseen kannustavin tavoittein. Siirtyminen maaöljypohjaisista muoveista uusiutuviin puukuidusta valmistettuihin materiaaleihin on mahdollisuus vähentää pakkaamisen ympäristöongelmia sekä lisätä raaka-aineiden kierrätettävyyttä.
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia pitkien viskoosikuitujen vaikutusta syvävetomenetelmällä muokattavien arkkien valmistuksessa. Työ jakautui tutkimusaihetta kartoittavaan kirjallisuuskatsaukseen sekä tutkimukselliseen osioon. Kirjallisuudesta haettiin tietoja erikoispitkien kuitujen käytöstä kartongin valmistuksessa sekä syvävetomenetelmästä. Työn kokeellisessa osiossa selvitettiin, parantaako pitkien viskoosikuitujen lisääminen muovattavan kartongin ominaisuuksia. Laboratorio-olosuhteissa valmistettiin koearkkeja, joista tutkittiin syvävetomenetelmän kannalta keskeisiä ominaisuuksia.
Tutkimuksen aikana todettiin, että pitkien viskoosikuitujen sekoittaminen sellumassaan on vaativa toimenpide. Tulosten perusteella käsittelemätön viskoosikuitu ei sitoudu sellukuituihin eikä paranna materiaalin ominaisuuksia. Viskoosikuitujen natriumhydroksidikäsittely tai PFI-jauhatus ei merkittävästi paranna koearkkien lujuusominaisuuksia. Tulokset vahvistavat aiempien tutkimusten tietoja viskoosikuitujen vaikutuksista kartonkiarkkien ominaisuuksiin. Samalla ne ohjaavat tulevia tutkimuksia huomioimaan viskoosikuidun esikäsittelyn vaikutuksia koearkkien ominaisuuksiin, erikoispitkien kuitujen sekoitustekniikan tärkeyden sekä tarpeen tutkia muiden kuitulajien käyttömahdollisuuksia.
Tämän opinnäytetyön aihe ja tutkimuksen rajaus saatiin Biokiertotalouden kestävät pakkausratkaisut – BioPak –hankkeelta. Se on Euroopan unionin osarahoittama hanke ja tuen on myöntänyt Hämeen elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus.
tuotteiden kuljetusta, säilytystä ja kuluttajamarkkinointia. Lähes kaikki hyödykkeet pakataan jossain valmistuksen vaiheessa ja osa useampaan kertaan, mikä kuluttaa merkittävästi luonnonvaroja. Pakkaamisen ympäristövaikutukset ovat maailmanlaajuinen ongelma, johon on puututtu kansainvälisin sopimuksin sekä negatiivisten vaikutusten vähentämiseen kannustavin tavoittein. Siirtyminen maaöljypohjaisista muoveista uusiutuviin puukuidusta valmistettuihin materiaaleihin on mahdollisuus vähentää pakkaamisen ympäristöongelmia sekä lisätä raaka-aineiden kierrätettävyyttä.
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia pitkien viskoosikuitujen vaikutusta syvävetomenetelmällä muokattavien arkkien valmistuksessa. Työ jakautui tutkimusaihetta kartoittavaan kirjallisuuskatsaukseen sekä tutkimukselliseen osioon. Kirjallisuudesta haettiin tietoja erikoispitkien kuitujen käytöstä kartongin valmistuksessa sekä syvävetomenetelmästä. Työn kokeellisessa osiossa selvitettiin, parantaako pitkien viskoosikuitujen lisääminen muovattavan kartongin ominaisuuksia. Laboratorio-olosuhteissa valmistettiin koearkkeja, joista tutkittiin syvävetomenetelmän kannalta keskeisiä ominaisuuksia.
Tutkimuksen aikana todettiin, että pitkien viskoosikuitujen sekoittaminen sellumassaan on vaativa toimenpide. Tulosten perusteella käsittelemätön viskoosikuitu ei sitoudu sellukuituihin eikä paranna materiaalin ominaisuuksia. Viskoosikuitujen natriumhydroksidikäsittely tai PFI-jauhatus ei merkittävästi paranna koearkkien lujuusominaisuuksia. Tulokset vahvistavat aiempien tutkimusten tietoja viskoosikuitujen vaikutuksista kartonkiarkkien ominaisuuksiin. Samalla ne ohjaavat tulevia tutkimuksia huomioimaan viskoosikuidun esikäsittelyn vaikutuksia koearkkien ominaisuuksiin, erikoispitkien kuitujen sekoitustekniikan tärkeyden sekä tarpeen tutkia muiden kuitulajien käyttömahdollisuuksia.
Tämän opinnäytetyön aihe ja tutkimuksen rajaus saatiin Biokiertotalouden kestävät pakkausratkaisut – BioPak –hankkeelta. Se on Euroopan unionin osarahoittama hanke ja tuen on myöntänyt Hämeen elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus.