The critical properties of reinforcement pulp in the production of mechanical printing paper

Abstract

Tämän työn tavoitteena oli selvittää sellun kriittiset ominaisuudet mekaanista painopaperia valmistavan linjan ajettavuuden ja asiakaslaadun tasaisuuden kannalta. Lisäksi työn yhtenä tavoitteena oli parantaa ymmärrystä massaraaka-aineiden ominaisuuksien vaikutuksista ja paperinvalmistuspotentiaaleista massaseoksissa. Työn kokeellisessa osassa vertailtiin ja koeajettiin kaksi armeeraussellua kriittisten ominaisuuksien löytämiseksi.

PK3-linja valmistaa painopapereita painehiokkeen ja armeeraussellun massaseoksesta. Armeeraussellun osuus paperissa pyritään minimoimaan, koska näin voidaan parantaa paperin painettavuusominaisuuksia ja pienentää valmistuskustannuksia.

Kirjallisuuden perusteella armeeraussellun kriittiset ominaisuudet ovat kuidunpituus, pituusmassa, soluseinämän paksuus ja kuidun hemiselluloosapitoisuus. Lisäksi paperin lujuuksiin vaikuttavat kuituvauriot ja kuitujen aktivaatio.

Tämän työn perusteella pituusmassa ja kuituseinämän paksuus ovat armeeraussellun kriittiset ominaisuudet. Kuidunpituuden merkitystä lujuuksiin ei voitu selvästi osoittaa, koska vertailujen sellujen kuidunpituudet olivat lähes samalla tasolla. Kuitenkin sellujen veto- ja repäisylujuudet erosivat toisistaan. Jauhatus vaikuttaa pituusmassaan, kuidun leveyteen, soluseinämän paksuuteen sekä kuidunpituuteen. Näiden kuituominaisuuksien kautta jauhatus vaikuttaa paperin lujuusominaisuuksiin.

Seosarkeista suoritetut mittaukset sekä PAKKA-simuloinnit osoittivat, että sellun osuudella on repäisylujuuteen merkittävä vaikutus, jauhatuksen muutosten vaikuttaessa taas selvemmin vetolujuuteen. PAKKA-simulointien mukaan mekaanisen massan jälkijauhatuksella voidaan merkittävästi parantaa paperin vetolujuutta, mutta valonsirontaan sillä on vain kohtuullinen vaikutus.

Kokeellisessa osassa tehtyjen murtositkeysmittausten perusteella ei armeeraussellujen välille löydetty eroa, mutta zero-span laitteella tehdyt kuidunlujuusmittaukset osoittivat selluilla olevan eroa uudelleen kostutettuina.

Tehdaskoeajossa paras ajettavuus saavutettiin ohutseinäisillä, mukautuvilla ja hyvin sitoutuvilla armeerauskuiduilla, kun taas laboratoriomittauksissa parhaimmat lujuudet mitattiin enemmän sahahaketta ja mäntykuituja sisältävistä selluarkeista. Tehty koeajo osoitti myös, että vaihtelut kuituraaka-aineessa aiheuttavat paperikoneen ajettavuusongelmia. Tällöin on myös mahdollista, että samanpituisilla kuiduilla on muista kuituominaisuuksista johtuvat täysin erilaiset jauhautuvuus- ja sitoutuvuusominaisuudet. Näin ollen sellu tulisi saada kriittisten ominaisuuksien osalta mahdollisimman homogeeniseksi, joko raaka-aineen tasalaatuisuutta parantamalla tai vaikuttamalla selluprosessin tasaisuuteen.