PET-kuidun käyttö tapettipaperin valmistuksessa : varastointi- ja annnostelujärjestelmän vaatimukset

Abstract

M-real Kyron tuotekehittely johti PET-kuidun koekäyttöön tapettipaperin valmistusproses­sissa. PET-kuidun käytöllä puukuitumassan ohessa saadaan paperille parempi repäisylu­juus, bulkki, huokoisuus ja märkälaajenema. Asiakaspalaute uuden tuotteen osalta on ollut positiivista. M-real Kyron PK 3:n laitteistot eivät kuitenkaan mahdollista laajamittaista PET-kuituisen tapettipaperin valmistamista. Opinnäytetyön tarkoituksena olikin tutkia ja selvittää millaisen varastointi- ja annostelulinjan kyseinen kuitu vaatii. Lisäksi opinnäyte­työssä vertaillaan koeajojen avulla PET:n kuitupituuden merkitystä lopputuotteen ominai­suuksiin sekä selvitetään paperiteollisuuden käyttöön soveltuvan PET-kuidun valmistajia.

Opinnäytetyössä ongelmaa ratkottiin kolmen erillisen koeajon avulla. Kaksi koeajoista oli paperinvalmistuskoeajoja, joissa PET-kuituna käytettiin Bametin valmistamaa 5 mm:n pituista kuitua ja Reliancen valmistamaa 3 mm:n pituista kuitua. Koeajoissa seurattiin kui­dun käyttäytymistä prosessissa sekä vertailtiin niiden käyttäytyvyyseroja sekä prosessoin­nin että lopputuotteen näkökulmasta. Kuidun varastointia ja annostelua koskien suoritettiin kuidulle paineilmakäsittelykoeajo.

Suoritettujen paperinvalmistuskoeajojen tulosten perusteella voidaan todeta, että esille ei tullut mitään syytä miksi lyhyempää 3 mm:n pituista kuitua ei voitaisi käyttää tapettipape­rin valmistukseen. Koeajoissa kuidun flokkautumisen kannalta kriittisiksi paikoiksi osoit­tautui kuitususpension varastosäiliö sekä annostelusäiliöinä toimivat kone- ja sekoitussäi­liö. Säiliöissä ilmennyt kuidun kelluminen huomioitiin suunnitellussa uudessa annostelu­linjassa pumppaavaan sekoitukseen kykenevän sekoittajan käytöllä. PET-kuidun paineil­makäsittelykoeajossa havaittiin, että ilmaa ei voida käyttää kuidun siilosta purkuun eikä kuljetukseen kuidun laajentumisen vuoksi. Tästä johtuen koko varastointi- ja annostelulin­jan tulee olla mekaaninen sekä kuidun kosketusta ilman kanssa tulee välttää myös myö­hemmissä prosessivaiheissa. Kokonaisuudessaan opinnäytetyössä esitettävä annostelu- ja varastointijärjestelmä koostuu elevaattorista, mekaanisesti purettavasta varastosiilosta, me­kaanisesti kuljettavasta punnitustoimisesta annostelujärjestelmästä, kuidun sekoittajasta, sakeus- ja virtausmittauksesta, annostelusäiliöstä sekä Lobemixillä toteutettavasta laimen­nuksesta.

M-real Kyro's product development necessitated to the trial usage of PET fibres in wallpa­per making process. The use of PET fibres gives a better tear strength, bulk, porosity and dimensional stability to the wallpaper. Feedback of customers in relation to new PET wall­paper is encouraging. However, M-real Kyro's present equipments did not allow usage of PET fibers in wallpaper production on a large scale. Therefore, the aim of this thesis was to investigate what kind of storage and dosing system is needed för PET fibres. In addition, this work compared the impact of PET fibre lenght on the final product as well as investi­gated the manufactures of PET fibres.

The problem was solved by carrying out three experiments. Two of them were papermak­ing experiments in which using 5 mm long PET fibres by Bamet and 3 mm long PET fi­bres by Reliance. In these experiments, the behaviour of fibres in process was monitored and test results were also compared from the final product's point of view. Closely associ­ated with the storage and dosing system of fibres, carried out an extra experiment about compressed air handling of fibres.

The results indicate that there is no reason why shorter 3 mm long fibres should not be used in wallpaper making. In the experiments, the most critical places in the dosing line were a storage bin and dosing bins. There the fibres started to float and flocculate. Also fibers floating and flocculating was taken account in the designing of the new storage and dosing system by using a mixer, which mixes suspension also in a vertical direction. The results of the experiment with compressed air showed that compressed air cannot be used to för managing PET fibres. Because of that the whole storage and dosing system should be mechanical and also all contacts with air should be avoided. Results indicate that the storage and dosing system should consists of the following components: an elevator, a storage silo with a mechanical discharge system, a mechanical conveyor with a weighing hopper, a mixer, consistency and flow measuring devices, a dosing bin and Lobemix in which suspension is diluted.