Kuivumiskutistuman yhteys massaseosten ominaisuuksien synergiseen käyttäytymiseen

Diplomityön tavoitteena oli selvittää kuivumiskutistuman yhteyttä massojen synergiseen käyttäytymiseen. Kirjallisuusosassa on pohdittu kuitujen, kuitujen koostumuksen ja massaseosten ominaisuuksien vaikutusta kuivumiskutistumiseen. Lisäksi on pohdittu erilaisten kuivatustapojen vaikutusta kuivumiskutistuman suuruuteen ja SC-paperin mekaanisiin ominaisuuksiin. Kokeellisessa osassa valmistettiin kiertovedellä seosarkkeja. Massoina seoksissa käytettiin hioketta, TMP:tä ja kahta eri valmistajan sellua, jotka molemmat koostuivat kuusesta ja männystä. Seosarkkeja kuivattiin vapaasti, estetysti ja siten, että arkkia vedettiin konesuunnassa 2 % ja siten, että arkin annettiin kutistua konesuunnassa 2 %. Vapaasti kutistuneista arkeista mitattiin kuivumiskutistuma, käyttäen mahdollisimman tarkkaa menetelmää, jotta saatiin selville kunkin massaseoksen ja puhtaan massan kutistumapotentiaali. Kokeellisen osan mittaustulosten perusteella työssä pohdittiin kuivumiskutistumisen yhteyttä massojen synergiseen käyttäytymiseen. Tuloksista käy ilmi, että kuivumiskutistumalla on yhteys massaseosten synergiseen käyttäytymiseen. Kuivumiskutistuma vaikuttaa eniten selluilla, joilla on suurin kutistumispotentiaali. Arkin kuivuessa, kuitujen kutistuessa, rikkoutuu arkissa jo syntyneitä sidoksia heikentäen mm. vetolujuutta. Sidoksien rikkoutuminen ilmenee selvästi valonsironnan kasvamisena, mutta myös palstautumislujuuden huonontumisena, joka kertoo sidosten vähentymisestä. Selluosuuden kasvattaminen vaikuttaa useimpien arkin ominaisuuksia huonontaen ja siis synergiaa huonontaen. Puhtaita massoja vertaillessa puhtailla selluilla on useimpien ominaisuuksien kohdalla huonoimmat suhteellisesti saavutetut lujuudet, joten selluista ei saada kaikkea lujuuspotentiaalia, mikä taas näkyy selvästi selluosuuden kasvaessa suurempana poikkeamina additiivisesti lasketuista lujuuksista. Mekaanisilla massoilla, joilla on pienempi kuivumiskutistuma, ei vaikutus ole niin voimakas kuin selluilla ja puhtaat mekaaniset massat säilyttävätkin ominaisuutensa paremmin kuin sellut.

The purpose of this study was to determine if shrinkage of the paper influence pulp blends' synergy behaviour. In the literature part there has been considered effects of different fibre properties to shrinkage of paper. Also there has been considered effects of different kind of drying methods to the amount of shrinkage and to the mechanical properties of SC-paper. In experimental part there was made laboratory sheets from pulp blends. Pulps used were: GW, TMP and two different chemical pulps that were made in two different mills. There were 4 different ways that was used to dry sheets: free shrinkage, restricted shrinkage, 2 % draw and 2 % shrinkage. Shrinkage was measured from freely dried sheets to determine the shrinkage potential of different pulp blends. Based of experimental results it is considered relationship of the shrinkage to the synergy behaviour of pulp blends' properties. It can be seen from the results that shrinkage has relationship to the synergy behaviour of pulp blends. Drying shrinkage affects more with chemical pulps, which has a bigger shrinkage potential. When a sheet dries, some bonds will be broken because of the stresses of drying. The breakage of bonds can be seen from light scattering coefficient and also from Scott-Bond –values, which describes the weakening in z-direction. The addition of chemical pulp affects negatively to strength qualities and also affects negatively the synergy behaviour of pulp blends. When comparing pure pulps, the chemical pulps have worst synergy behaviour in mostly qualities. In other words, one can not use the whole strength potential of chemical pulp. The worsening of chemical pulp strength potential can then be seen as growing difference from additively counted values. The effect of drying shrinkage is not with mechanical pulps as big as with chemical pulps. Also one can use bigger part from mechanical pulps' strength potential.