Connection between ridge formation and paper properties

Abstract

Tämän työn tavoitteena oli pyrkiä selvittämään, mitkä valmiin paperin ominaisuudet ovat rullavanan kannalta merkittäviä ja millä menetelmillä niitä voitaisiin mitata kvantitatiivisesti, jotta niistä johtuvat rullausviat voitaisiin selittää ja välttää. Tarkoituksena oli vahvistaa ja lisätä tietämystä rullaustapahtumasta ja edistää erilaisten profiilien hallintaa ja käyttöä vanaisuuden ja rullarakenteen kannalta.

Kirjallisuusosassa selvitettiin rullaustapahtumaa sekä rullan rakennetta ja siihen vaikuttavia paperin ominaisuuksia yleisesti. Tässä yhteydessä paneuduttiin rullavanan syntymekanismeihin ja sen synnyn mahdollisiin ehkäisymenetelmiin. Lisäksi käsiteltiin paperifysikaalisesta näkökulmasta tärkeimpien paperin rakenne- ja ominaisuusprofiilien yhteyttä rullavanaan sekä paksuusvanan käyttäytymistä nipissä ja eri rullausvaiheissa. Kirjallisuusosan pohjalta päädyttiin valitsemaan tietyt menetelmät analyysien tekoon siten, että tärkeimmät paperin ja konerullan rakennetta tai ominaisuutta kuvaavat osa-alueet voitiin kattaa. Luonnehdinta tehtiin tarkastelemalla sekä rakenne-, ominaisuus- että tilasuureita.

Saatujen tulosten mukaan rullavanan ehkäisyn kannalta SC-paperissa on olennaista kuivaneliömassan, paksuuden, kosteuden ja kireyden piikikkyyden sekä rajujen paikallisten profiilimuutosten vähentäminen. Näiden ja muiden mitattujen ominaisuuksien perusteella konerullan halkaisijavaihtelut johtuivat pääosin paperissa olevasta paikallisesta tiheyspoikkeamasta tai suuremmasta neliömassasta. Nämä ilmenivät paperissa joko paksumpina tai vähemmän kokoonpuristuvina kohtina. Kalanteroinnin seurauksena nämä kohdat muuttuivat useimmiten kireydeltään huomattavasti löysemmiksi alueiksi ja niiden haitallisuutta lisäsi normaalia kireämmän kohdan sijainti löysän kohdan välittömässä läheisyydessä.

Käytetyistä laboratoriomittausmenetelmistä parhaiten rullavanan kvantitatiiviseen analysointiin soveltui Tapio-analysaattori. Kokoonpuristumisessa KCL-PURRE -mittalaitteella ei pystytty havaitsemaan merkittäviä eroja poikkisuunnan eri kohtien välillä, mutta syklisessä puristuksessa havaittiin pattikohdan suhteellisen palautuvan paksuuden olevan merkittävästi referenssikohtia suurempi. Prosessin tilaa mittaavista menetelmistä luotettavimmaksi analyysityökaluksi osoittautui PAROtester2 -kovuusmittauslaite. Lisäksi IQTension[TM] -kireysmittauspalkilla pystyttiin saamaan erittäin selvästi esille paikalliset kireyserot, joita ilmenee rullavanojen yhteydessä.

Rullavanan havaitsemisen kannalta olisi oleellista tarkastella profiilin muotoparametrien muutoksia. Tämä voisi käytännössä tarkoittaa uusien tunnuslukujen tai esitystapojen käyttöönottoa. Eräs havainnollinen profiilin luonnetta kuvaava ominaisuus olisi jyrkkyysprofiilin piirtäminen tärkeimmistä ominaisuuksista. Lisäksi rullavanoja koskien eräs mittausteknisesti merkittävä tekijä on karheuden vaikutuksen eliminointi paksuusmittauksessa. Rullalla olevan paperin paksuutta tulisi mitata riittävän paksun pinon avulla ja mieluummin sillä paineella, joka vaikuttaa rullassa.

Työssä havaittiin, että rullavanan kvantitatiivinen analysointi on mahdollista olemassa olevilla menetelmillä. Mittausmenetelmien tarkka tunteminen ja eri suureiden samanaikainen tarkastelu on tällöin oleellista.