Konerullaprofiilin tutkiminen: Taivekartongin reuna-alueiden pinnankarheuden analyysi

Abstract

Paperi- ja kartonkiteollisuudessa valmistettava materiaali varastoidaan ja kuljetetaan asiakasrullissa tai arkeissa. Tämä diplomityö tutki rullausprosesseista valmistuneita konerullia eli tampuureita, joista saadaan yllä mainittuja asiakasrullia. Tutkimuksessa tärkeimpiä selvityskohteita olivat konerullan eri profiilien kuten pinnankarheuden profiilin analysointi sekä niiden vaihtelut erityisesti reuna-alueilla ja konerullan pohjaa kohti. Pyrittiin selvittämään profiilien käyttäytymistä materiaalin kypsenemisen edistyessä sekä toteamaan paras mahdollinen tapa tunnistaa pinnankarheuden profiilivaihtelua riippumatta materiaalin kypsenemisasteesta. Tutkimuksen yhtenä tavoitteena oli lisätä ymmärrystä mahdollisista rullausprosessien aiheuttamista profiilivaihteluista sekä niiden käyttäytymisestä konerullan leveydeltä ja pituudelta. Itsessään rullausprosessien eli rullauksen ja kelauksen vaikutusta valmiiseen materiaaliin on hyvin vaikea ennustaa ja hallita, koska nykyaikana paperin ja kartongin tuotannossa näiden prosessien suoranaista vaikutusta ei riittävästi vielä tunneta. Jotta selvitettäisiin rullausprosessien vaikutusta konerullaprofiiliin, tutkittava materiaali esimerkiksi testattiin kelauksen edettäessä pituusleikkurilla. Mainittu kelausprosessin vaikutus eliminoitiin eli poistettiin, suorittamalla kelaus myös toisella pituusleikkurilla. Tästä analyysista selvitettiin, että eliminoitu pituusleikkuri ei aiheuttanut konerullaprofiilin hyvin merkittävää vaihtelua. Täten voidaan sanoa, että eliminoitu pituusleikkuri ei aiheuta konerullaprofiiliin suoranaista heikkenemistä konerullan pohjaa kohti. Edelleen auki- ja kiinnirullaus ovat enimmäkseen sivu- kuin päätekijöitä profiilin heikkenemisen kannalta. Tässä diplomityössä otettiin käyttöön kolme uutta mittauslaitetta eli konerullan kovuusmittalaite sekä kaksi kosteusmittalaitetta. Kovuusmittalaitetta käytettiin konerullan rakenteen tutkimiseen ja kosteusmittalaitteita kosteusprofiilin selvittämiseen koko konerullan leveydeltä ja molemmista päädyistä. Mittauslaitteita testattiin ja hyödynnettiin diplomityössä, jonka jälkeen laiteita käytetään laadun valvontaan ja arviointiin. Tutkimuksessa konerullan rakenteellisia ja valmiin materiaalin ominaisuuksia analysoitiin korrelaatio-, vertailu- ja hajonta-analyyseilla. Analyysit tehtiin sekä kypsälle että tuoreelle taivekartongille, joiden väliltä löydettiin yhteys miten tuore ja kypsä taivekartonki riippuvat toisistaan. Analyysituloksien perusteella pystytiin havainnoimaan taivekartongin käyttäytymistä kypsenemisen edistyessä, mikä oli myös yksi tavoitteista tässä tutkimuksessa. Tässä diplomityössä tutkittavalle materiaalille määritettiin melko tarkasti kohta, jossa konerullaprofiilin heikkeneminen tapahtuu aukirullausprosessissa mentäessä konerullan pohjaa kohti. Tämän lisäksi identifioitiin profiilisuuntainen eli konerullan leveyssuuntainen vaihtelu sekä kriittiset reuna-alueet tutkittaville laaduille.