Tarrantaustapaperin massaliimauksen tehostaminen märänpään kemian hallinnan avulla

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2007
Major/Subject
Paperi- ja painatustekniikka
Mcode
Puu-21
Degree programme
Language
fi
Pages
135
Series
Abstract
UPM-Kymmene Oyj:n Tervasaaren PK 8:Ila valmistetaan korkealuokkaisia tarrantaustapapereita vaativiin teollisuuden loppukäyttökohteisiin. Tarrantaustapaperilta vaaditaan monia laatuvaatimuksia ja toiminnallisia ominaisuuksia. Näistä johtuen tarrantaustapaperin valmistuksessa käytetään paljon erilaisia kemikaaleja, jotka asettavat sen valmistukselle kovia vaatimuksia myös märänpään kemian hallinnan kannalta. Yksi tärkeistä tarrantaustapaperin ominaisuuksista on sen barrier-kyky, eli nesteiden imeytymisen estäminen, joka saadaan aikaan suurimmaksi osaksi massaliimauksen avulla, joista PK 8:lla on käytössä ASA-liimaus. Työn kirjallisuusosassa perehdyttiin märänpään kemian hallintaan ja käytössä olevien kemikaalien vaikutuksiin märänpään kemiaan. Erityisesti perehdyttiin alunan, massaliimauksen ja massatärkkelyksen kemiaan sekä lyhyen kierron varaustilailmiöihin. Myös retention hallintaa ja märänpään kemian olosuhteiden hallintakeinoja tutkittiin. Kokeellisen osan tavoitteena oli kartoittaa PK 8:n märänpään kemian ilmiöitä ja tehdä näiden havaintojen avulla sekä kirjallisuudesta tehtyjen hypoteesien avulla koesarja, jolla paperin massaliimausta saataisiin tehostettua. Yksi tavoite oli myös löytää massaliimauksen tehon vaihtelun aiheuttaja ja mittari sen havaitsemiseksi. Kokeellisen osan avulla on tavoitteena löytää selkeä märänpään kemian ajomalli, jolla hyvä massaliimaus saavutetaan. Kirjallisuuden mukaan kemikaalien toimintaa heikentävät prosessissa esiintyvät häiriöaineet, jota tulee prosessiin massojen mukana, mikrobiologisen toiminnan avulla ja liiallisten kemikaaliannostelujen takia. Kemikaaliannosteluista alunaa ja massatärkkelystä annostellaan helposti liikaa niiden muutenkin suurten annostelumäärien takia, jolloin muiden lisäaineiden, kuten massaliima, teho heikkenee systeemin kationisuuden kasvaessa. c-potentiaali mittaa partikkelin pintavarauksen, jonka avulla lyhyen kierron varaustilailmiöitä voidaan tutkia liuenneen varauksen lisäksi. ASA-liimauksen onnistuminen vaatii prosessilta hyvää retentiota, jonka toiminta on myös riippuvainen varaustilasta. Myös aluna on merkittävä kemikaali ASA-liiman toiminnassa. Kartoitusjaksossa havaittiin, että paperin massaliimauksen heikkenemisen aiheuttavat useimmiten lyhyenkierron varaustilan nouseminen lähelle nollaa tai kationiselle alueelle sekä nopeat retention heikkenemiset. Varaustilan nousu aiheuttaa myös retentiopolymeerin tehon heikkenemistä. Varaustilan muutosten ei havaittu korreloivan c-potentiaalin kanssa, eikä c-potentiaalilla havaittu olevan juurikaan vaikutusta massaliimaukseen. Massaliimauksen hallintaa voisi parantaa myös ajotapojen muutoksilla. Retention hallintaan tulisi kiinnittää enemmän huomiota, jolloin viiraveden sakeuden saisi helpommin pidettyä alle 450 mg/I:ssa, jonka yläpuolella massaliimauksen havaittiin heikkenevän. Kokeellisen osan selvästi tehokkain muutos massaliimauksen tehostamiseksi oli mikropartikkelin painottaminen. Kahden erillisen kokeen aikana muutettiin mikropartikkelin annostelumäärää entisestä 40-70 g/t:sta 220-270 g/t:lle. Muutoksen avulla retentio ja vedenpoisto tehostui. Retention avulla paperin tiiveys parani ja massaliimaus tehostui. Massatärkkelyksen annostelua vähennettiin kationisen aineksen vähentämiseksi systeemistä ja massaliimauksen tehostamiseksi. Vähennyksellä ei kuitenkaan saavutettu vaikutusta massaliimaukseen tai varaustilaan. Alunan annostelumuutoksilla ei saavutettu positiivisia vaikutuksia massaliimaukseen. Tehdyillä muutoksilla massaliimaus pysyi samalla tasolla, mutta palstautumislujuus heikkeni. Aluna toimii massatärkkelyksen koagulanttina, joten alunan annostelu on pidettävä riittävällä tasolla massatärkkelysannostelupisteen lähellä.
Description
Supervisor
Paltakari, Jouni
Thesis advisor
Leinonen, Jussi
Keywords
release paper, tarrantaustapaperi, internal sizing, massaliimaus, variation, vaihtelu, ASA, ASA, alum, aluna, retention, retentio, microparticle system, mikropartikkelisysteemi, charge, varaustila, zeta-potential, zetapotentiaali, wet-end starch, massatärkkelys
Other note
Citation