Improvement of paper printability on a SC-papermachine

Abstract

Työn tavoitteena oli selvittää SC-syväpainopaperin painettavuutta parantavat tekijät viira- ja puristinosalla ja niiden vaikutus paperin toispuoleisuuteen. Työ rajattiin paperin rakenteellisiin ominaisuuksiin.

Kirjallisuusosassa muodostettiin SC-syväpainopaperin tuoteanalyysi ja kartoitettiin tärkeimmät painetun SC-paperin laatua kuvaavat ominaisuudet. Kirjallisuuden avulla selvitettiin kitaformeriviiraosan rakennetta ja rainan muodostusta sekä yksittäisten vedenpoistoelementtien vaikutusta paperin laatuun. Puristinosan tärkeimmät hallintasuureet käytiin läpi sekä märkäpuristuksen vaikutus paperin ominaisuuksiin.

Tuotantokoneen viira- ja puristinosalla ajettiin koeajoja, joissa selvitettiin tärkeimpien hallintasuureiden vaikutusta paperin ominaisuuksiin. Paperin painettavuutta analysoitiin paperin ja painojäljen ominaisuuksista. Viira- ja puristinosan hallinta- ja tilasuureiden vaikutus paperin ominaisuuksiin analysoitiin myös referenssijaksolla. Referenssijakso on yhden lajin kuukauden tuotannon paperin ominaisuuksien sekä viira- ja puristinosan data. Referenssijakson tietoja verrattiin koeajotuloksiin ja referenssijaksolla saatiin lisäksi tietoa prosessin käyttäytymisestä pitemmällä aikavälillä.

Viiraosalla formeritelan suuri alipaine lisää paperin huokoisuutta ja pienimittakaavaista neliömassavaihtelua. Formeritelan alipaine vaikuttaa myös viirapuolen ominaisuuksiin, mikä johtuu täyteaineen siirtymisestä rainan z-suunnassa. Listakengän alipainien kasvattaminen tiivistää rainaa ja parantaa painettavuutta. Listakengän alipaineelle löytyi optimialue huokoisuuden ja retention kannalta. Perälaatikon kallistus on jäänyt melko vähäiselle huomiolle kitaformerikoneissa, mutta kallistuksella on melko suuri merkitys vedenpoistoon, retentioon, täyteainejakauman muodostumiseen ja rainan ominaisuuksiin. Liian suuri kallistus tiivistää rainaa, jolloin vedenpoisto vähentyy loppuviiraosalla. Korkeatyhjölaatikko nostaa rainan kuiva-ainepitoisuutta, ja rainan tiivistyminen vähenee puristinosalla, jolloin lopputuotteen huokoisuus on suurempi.

Puristinosalla 3-puristimen suuri viivakuormitus pienentää huokoisuutta ja öijynabsorptiota. Viivakuormituksen lisäys tiivistää rainan pintakerroksia eli muodostaa rainan z-suunnan tiheysjakaumasta U-muotoisen. Höyrylaatikon käyttöönotto on vähentänyt rainan karheutta ja lisännyt tiheyttä. Veden poistaminen erillispuristimella parantaa painettavuutta ja vähentää karheustoispuoleisuutta. Täten kenkätelan kuormitusta on pienennettävä ja 3-puristimen viivakuormitusta lisättävä.

Tuloksia voidaan pitää luotettavina, koska tutkimuksessa käytettiin erilaisia menetelmiä. Painettavuutta parantavat tekijät ovat yhdenmukaisia myös teorian kanssa. Painettavuutta parantavat viiraosan tekijät ovat pieni perälaatikon kallistus ja pienet formeritelan ja korkeatyhjölaatikon alipaineet sekä keskisuuret listakengän alipaineet. Viiraosalla on tärkeää rauhallinen vedenpoisto formerin alussa, jotta saavutetaan riittävä retentio, hyvä formaatio eikä tiivistetä rainaa liikaa. Puristinosa ja etenkin 3-puristin vaikuttaa eniten huokoisuuteen, öijynabsorptioon ja karheuteen.