Menetelmän kehittäminen dispersiopäällystetyn kartongin blokkautuvuuden kvantitatiiviseen mittaamiseen
Mäkinen, Krista (2022)
2022
Materiaalitekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Materials Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2022-05-16
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202204294126
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202204294126
Tiivistelmä
Blokkautuminen on kahden pinnan epätoivottua tarttumista toisiinsa. Dispersiopäällystetyn kartongin valmistuksessa blokkautuminen aiheuttaa ongelmia, kun kartonki rullataan päällystyksen jälkeen rullalle tai arkituksessa. Kartongin pinta tarttuu kiinni taustaan epätoivotusti ja tuloksena on eritasoisia vaurioita kartongin pinnassa. Pinnan vauriot estävät kartongin jatkojalostuksen ja dispersipäällystetyn kartongin barrierominaisuudet menetetään.
Blokkautuvuutta voidaan analysoida kvalitatiivisesti ja kvantitatiivisesti. Tämän työn tarkoituksena oli selvittää voidaanko blokkautuvuutta mitata kvantitatiivisesti hyödyntäen kartongin z-lujuusmittausta. Z-lujuusmittauslaite löytyy useimmista laboratorioista ja tuotantolaitoksista valmiiksi, joten sen hyödyntäminen mittauksissa olisi käytännöllistä. Dispersiopäällysteiden kehittämistyössä sekä päällystysprosessien optimoinnissa voitaisiin hyödyntää blokkautuvuuden tutkimuksen menetelmää, jolla voidaan mitata blokkausnäytteiden pieniä eroja heikosti blokkautuvilla näytteillä.
Tämä työ koostuu kahdesta osasta: Kirjallisesta ja kokeellisesta osasta. Kirjallisessa osassa käydään läpi adheesiota, dispersiopäällystystä, blokkautumista, blokkautumisen tutkimusmenetelmiä, käytettyjen laitteiden perusperiaatteet ja menetelmän kehitystä. Kokeellisessa osassa käydään läpi miten työ toteutettiin käytännössä, millaisia näytesarjoja työssä käytettiin ja niistä saatuja tuloksia. Kokeellisessta osasta löytyy lisäksi tulosten vaikutus jatkotutkimuksiin sekä tu losten alustavaa tilastollista arviointia ja johtopäätökset.
Blokkautuvuuden mittaaminen onnistui kohtuullisesti käyttämällä näytteen blokkaamiseen Tam pereen yliopistolla käytössä olevaa prässimenetelmää ja mittaamalla blokkautuvuutta z-lujuusmit tarilla. Työssä saatiin määritettyä vakiointi- ja blokkausolosuhteet käytetylle menetelmälle. Menetelmällä pystyi mittamaan heikosti blokkautuvia näytteitä, joka oli yksi työn tavoitteista. Näytteiden tulosten välillä oli kuitenkin huomattavaa hajontaa. Menetelmän kehittämisen kannalta olisi hyödyllistä tehdä lisää testejä poistamalla ensin tunnettuja virhelähteitä, jotka lisäävät tulosten epävarmuutta. Jos näytteiden välistä hajontaa saadaan pienemmäksi, on menetelmää mahdollista hyödyntää tulevaisuudessa.
Blokkautuvuutta voidaan analysoida kvalitatiivisesti ja kvantitatiivisesti. Tämän työn tarkoituksena oli selvittää voidaanko blokkautuvuutta mitata kvantitatiivisesti hyödyntäen kartongin z-lujuusmittausta. Z-lujuusmittauslaite löytyy useimmista laboratorioista ja tuotantolaitoksista valmiiksi, joten sen hyödyntäminen mittauksissa olisi käytännöllistä. Dispersiopäällysteiden kehittämistyössä sekä päällystysprosessien optimoinnissa voitaisiin hyödyntää blokkautuvuuden tutkimuksen menetelmää, jolla voidaan mitata blokkausnäytteiden pieniä eroja heikosti blokkautuvilla näytteillä.
Tämä työ koostuu kahdesta osasta: Kirjallisesta ja kokeellisesta osasta. Kirjallisessa osassa käydään läpi adheesiota, dispersiopäällystystä, blokkautumista, blokkautumisen tutkimusmenetelmiä, käytettyjen laitteiden perusperiaatteet ja menetelmän kehitystä. Kokeellisessa osassa käydään läpi miten työ toteutettiin käytännössä, millaisia näytesarjoja työssä käytettiin ja niistä saatuja tuloksia. Kokeellisessta osasta löytyy lisäksi tulosten vaikutus jatkotutkimuksiin sekä tu losten alustavaa tilastollista arviointia ja johtopäätökset.
Blokkautuvuuden mittaaminen onnistui kohtuullisesti käyttämällä näytteen blokkaamiseen Tam pereen yliopistolla käytössä olevaa prässimenetelmää ja mittaamalla blokkautuvuutta z-lujuusmit tarilla. Työssä saatiin määritettyä vakiointi- ja blokkausolosuhteet käytetylle menetelmälle. Menetelmällä pystyi mittamaan heikosti blokkautuvia näytteitä, joka oli yksi työn tavoitteista. Näytteiden tulosten välillä oli kuitenkin huomattavaa hajontaa. Menetelmän kehittämisen kannalta olisi hyödyllistä tehdä lisää testejä poistamalla ensin tunnettuja virhelähteitä, jotka lisäävät tulosten epävarmuutta. Jos näytteiden välistä hajontaa saadaan pienemmäksi, on menetelmää mahdollista hyödyntää tulevaisuudessa.