MicroJet - Starch surface sizing of packaging board

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Chemical Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2010

Department

Puunjalostustekniikan laitos

Major/Subject

Paperi- ja painatustekniikka

Mcode

Puu-21

Degree programme

Language

en

Pages

78 + [24]

Series

Abstract

The purpose of the work was to study the effects of starch surface sizing on the strength properties of packaging boards. Starch was applied with a novel surface sizing method which was based on the utilization of pre-absorption mechanism before the nip of size press, where the intent was to enhance the penetration of starch. Surface sizing results were compared with the reference values of two well-known methods, pond sizing and film sizing. Studied packaging boards were brown linerboard and corrugating medium which are used to produce corrugated board. The product analysis of corrugated board was examined to find the important strength properties of the product which can be measured and were of such nature that it was possible to predict the suitability of the product for its end use. CMT (Concora Medium Test), CCT (Corrugated Crush Test), SCT (Short-span Compression Test), RCT (Ring Crush Test) and Z- strength were found to be important measurements to describe the quality of packaging board. Starch and its solution properties were reviewed. Solids content and viscosity were found to be the main parameters affecting the behaviour of starch solution in surface sizing. The liquid-paper interactions played a major role in this study. These interactions have been widely studied throughout decades but they are still insufficiently understood. Based on the literature review and on the former pre-trials of a pilot machine, two hypotheses were generated. The first one suggested that the novel surface sizing method contributes to better strength properties compared with reference methods, especially to z-strength. This was assumed to depend on the pre-absorption mechanism. The second hypothesis supposed that the novel method with given operating and construction parameters causes an uneven distribution of starch in the sheet. The results indicated that the surface sizing of MicroJet can produce strength properties similar to reference methods. The analysis of the pre-absorption mechanism effect on strength properties met some restrictions and needs further studies. The limited drying capacity of the pilot machine, variations of process condition, and used methods for measurements and analysis produced discussion, and hence affected the reliability of results.

Tämän työn tarkoituksena oli tutkia tärkkelyksen vaikutusta pakkauskartongin lujuusominaisuuksiin. Tärkkelys applikoitiin uudenlaisella pintaliimausmenetelmällä. Menetelmä hyödyntää esiabsorptiomekanismia ennen liimapuristimen nippiä, jolloin tavoitteena on saavuttaa parempi tärkki penetraatio. Pintaliimaustuloksia verrattiin kahteen tunnettuun menetelmään. lammikkoliimaukseen ja filmiliimaukseen. Työssä tutkittiin uusiokuiduista valmistettuja laineri- ja aallotuskartonkeja, joita käytetään aaltopahvin valmistuksessa. Aluksi kirjallisuuden avulla suoritettiin aaltopahvin tuoteanalyysi. jonka tarkoitus oli kartoittaa aaltopahvin tärkeät lujuusominaisuudet, jotka voidaan mitata ja jotka ovat luonteeltaan sellaisia, että niiden avulla voidaan ennustaa tuotteen sopivuutta loppukäyttöön. CMT (Concora Mediumt Test), CCT (Corrugated Crush Test), SCT (Short-span Compression Test). RCT (Ring Crush Test) ja Z-lujuus todettiin tärkeiksi mittausmenetelmiksi kuvaamaan pakkauskartongin laatua. Tärkkelyksen liuosominaisuuksia tarkasteltaessa kuiva-ainepitoisuus ja viskositeetti todettiin tärkeimmiksi tekijöiksi, jotka vaikuttavat tärkkiliuoksen käyttäytymiseen pintaliimauksessa. Nesteen ja paperin vuorovaikutusten ymmärtäminen oli tärkeää tässä työssä ja niitä tarkasteltiin kirjallisuuden pohjalta. Kirjallisuuden ja aikaisempien tutkimusten perusteella muodostettiin kaksi hypoteesia. Ensimmäinen oletti, että uudenlainen pintaliimausmenetelmä parantaa kartongin lujuusominaisuuksia verrattuna referenssimenetelmiin. Etenkin Z-lujuuden oletettiin parantuvan johtuen esiabsorptiomekanismista. Toinen hypoteesi ehdotti, että pintaliimausmenetelmä aiheuttaa tärkkelyksen epätasaista jakautumista paperissa käytetyillä prosessin toiminta- ja rakenneparametreilla. Tutkimuksessa saadut tulokset indikoivat, että MicroJet-menetelmällä voidaan saavuttaa yleisluonteeltaan samankaltaisia lujuusominaisuuksia kuin vertailumenetelmillä. Esiabsorptiomekanismin vaikutuksien tutkinta vaatii jatkotutkimuksia. Tulosten luotettavuuteen liittyi erilaisia epävarmuustekijöitä, jotka johtuivat kartongin kuivatusrajoitteisuudesta, prosessiolojen vaihtelusta ja käytettyjen menetelmien kuten tärkkimäärityksen kvalitatiivisuudesta.

Description

Supervisor

Paltakari, Jouni

Thesis advisor

Lipponen, Juha

Keywords

liner, laineri, fluting, fluting, surface sizing, pintaliimaus, CMT, Z-lujuus, SCT, tärkkelys, RCT, absorptio, Z-strength, starch, liquid imbibition

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020122356491

Collections

[dipl] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM