Analyysimenetelmän kehittäminen dispersion arviointiin muovisekoitetuotannossa

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin yhteistyössä yrityksen kanssa, joka valmistaa ja kehittää sähköä johtavia muoviseoksia staattisen sähkön hallintaan muun muassa terveydenhuoltoon, ATEX-ympäristöihin, kaapeliteollisuuteen ja pakkausratkaisuihin. Työ toteutettiin yrityksen laadunvalvontalaboratoriolle.

Opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää dispersiotutkimuksen analyysimenetelmää siten, että se tukee dispersiopoikkeamien syiden tunnistamista ja helpottaa arviointia tuotannon laadunvalvontalaboratoriossa. Tarkoituksena oli vähentää arviointiin liittyviä epävarmuustekijöitä sekä parantaa laadunvalvonnan havainnointia ja osaamista dispersiopoikkeamien käsittelyssä.

Työn toiminnallisessa osuudessa dispersiopoikkeamien ilmenemistä tutkittiin kahden ekstruusiomenetelmän avulla: nauhaekstruusiolla ja delta-p-suodatinpainetestillä. Menetelmillä pyrittiin tuottamaan sekä visuaalista että numeerista tietoa poikkeamien vaikutuksista. Lisäksi kehitettiin laboratorioekstruuderin puhdistusmatriisi, jonka avulla pyritään minimoimaan laboratoriolaitteista aiheutuvia kontaminaatioriskejä ja varmistamaan näytteiden laadukkuus.

Menetelmäohje on laadittu ehdotuksena, ja yritys päättää sen käyttöönotosta. Laadittuun menetelmäohjeeseen sisällytettiin näytteen valmistusohje, havainnollistavia kuvia sekä juurisyyn havainnointia tukevia tekstejä, jotka selkeyttävät arviointia ja vähentävät tulkinnanvaraisuutta. Suodatinpainetesti TPU-pohjaisille näytteille epäonnistui, eikä mittausdataa saatu, mikä rajoitti visuaalisten poikkeamien ja testitulosten välistä vertailua. Dispersion arviointi perustuu edelleen pääosin visuaaliseen tarkasteluun, mikä tekee analyysistä subjektiivista ja altistaa tulkinnanvaraisuudelle. Jatkossa suodatinpainetestin so-veltuvuutta kriittisille tuotteille voidaan tutkia tarkemmin. Lisäksi optisten järjes-telmien, kuten OCS-teknologian, hyödyntäminen voisi tarjota uusia mahdollisuuksia dispersiopoikkeamien objektiiviseen ja toistettavaan arviointiin tuotannon laadunvalvonnassa.

The thesis was conducted in collaboration with a company that manufactures and develops electrically conductive polymer compounds for static electricity control, intended for applications such as healthcare, ATEX environments, the cable industry, and packaging solutions. The work was performed for the company’s quality control laboratory.

The objective of the thesis was to develop an analytical method for dispersion evaluation in a way that supports identifying the root causes of dispersion deviations and facilitates assessment in the production quality control laboratory. The purpose was to reduce uncertainties related to evaluation and to improve observation and expertise in handling dispersion deviations.

In the practical part of the work, the occurrence of dispersion deviations was studied using two extrusion methods: tape extrusion and the Delta-p Filter Pressure Test. The aim was to generate both visual and numerical data on the effects of deviations. In addition, a cleaning matrix for the laboratory extruder was developed to minimise contamination risks originating from laboratory equipment and to ensure sample quality.

A method proposal was prepared successfully, and the company will decide on its implementation. The material includes sample preparation guidelines, illustrative images, and explanatory texts supporting root cause observation, which clarify evaluation and reduce ambiguity. The Filter Pressure Test for TPU-based samples failed, and no measurement data was obtained, which limited the comparison between visual deviations and test results. Dispersion assessment still relies mainly on visual inspection, making the analysis subjective and prone to interpretation. In the future, the applicability of the Filter Pressure Test for critical products can be studied in more detail. Furthermore, utilising optical systems such as OCS technology could offer new opportunities for objective and repeatable evaluation of dispersion deviations in production quality control.