LWC-paperin opasiteetin parantaminen

LWC-syväpainopaperilta vaaditaan hyvän ajettavuuden, kiillon ja sileyden ohella hyvää opasiteettia. Tämä on asettanut haasteita LWC-paperin valmistajille paperin neliömassojen laskiessa. Tässä diplomityössä etsittiin keinoja parantaa kevyiden LWC-syväpainolajien opasiteettia heikentämättä oleellisesti muita tärkeitä paperin ominaisuuksia. Tavoitteena oli nostaa CR48-lajin opasiteetti tavoitearvoon 90 %. Työn kirjallisuusosassa perehdyttiin paperin optisten ominaisuuksien teoriaan sekä raaka-aineisiin ja prosessin osiin, joilla on vaikutusta paperin opasiteettiin. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin olemassa olevan aineiston perusteella tekijöitä, joilla uskottiin olevan vaikutusta CR48-lajin opasiteettiin. Tutkimuksen ja kirjallisuuden perusteella ajettiin tehdaskoeajoa, joiden avulla pyrittiin parantamaan paperin opasiteettia. CR48-lajin opasiteettitavoite saavutettiin kolmella eri tavalla. Opasiteettitavoite saavutettiin, kun paperin vaaleus säädettiin tavoitearvoon pigmenttivärin avulla tumman hierteen sijasta. Tällöin väripigmentin määrää päällystyspastassa nostettiin 0,01 osaa ja valkaistun hierteen osuus kokonaishierteen määrästä oli 100 %. Vaaleuden säätö pastavärillä oli käytännössä hidasta ja hankalaa. Opasiteettitavoite saavutettiin myös, kun hierre jauhettiin täysin koeterillä. Koeterillä tapahtuva jauhatus oli rajumpaa ja katkovampaa kuin perinteisillä terillä, joten hienoaineen lisääntyminen ja kuidun lyheneminen paransivat paperin opasiteettia, mutta lujuudet huononivat. Lisäksi tavoiteopasiteetti saavutettiin, kun sellun osuutta vähennettiin 8 %-yksikköä. Lujuuden säilymisen kannalta sellun vähennys oli parempi keino opasiteetin parantamiseksi kuin hierteen jauhaminen koeterillä. Koeajojen perusteella pohjapaperin tuhkapitoisuuden nostolla ja hierteen CSF-luvun alentamisella ei ollut vaikutusta paperin opasiteettiin. Lisäksi 100 %:nen koeterillä jauhettu sahahakehierre antoi paperille huonomman opasiteetin kuin hierre, josta puolet oli jauhettu koeterillä ja raaka-aineesta 25 % oli sahahaketta.

Good opacity in addition to runnability, gloss and smoothness are required from LWC gravure paper. This has set challenges to manufacturers of the LWC paper when basis weights of the paper have decreased. The aim of this thesis was to improve the opacity of light paper grades without weakening fundamentally other important properties of the paper. The objective was to reach 90% opacity target on CR48 grade. In the literature part optical properties of the paper were clarified. Also raw materials and processes which have an effect on the opacity were studied. In the experimental part factors which were believed to have an effect on the opacity were studied on the basis of the data analysis. Trial runs were made on the basis of literature and data analysis. The opacity objective of the CR48 grade was achieved in three different ways. The opacity target was achieved when ISO-brightness of the paper was adjusted to the target value with the help of the pigment colour instead of dark TMP. In that case the amount of the colour pigment in the coating colour was increased 0,01 parts and the share of bleached TMP was 100%. The adjustment of the brightness with the colour pigment was slow in practice. The opacity target also was achieved when TMP was refined totally with test segments. Refining with the test segments was more intensive than with traditionally segments so the increase in fines and shortening of fibre improved the opacity. At the same time the strength properties worsened. Furthermore, the opacity target was reached when the share of the chemical pulp was reduced 8 %-units. From the point of view of the strength properties the reduction of the chemical pulp was a better way to improve opacity than the refining of TMP with the test segments. Also the effects of base paper ash content and TMP's freeness were studied. Opacity didn't improve when base paper ash content was increased 4 %-units. Reducing the freeness of TMP did not have an effect on the opacity either. Furthermore, 100 % saw mill chip TMP refined with test segments gave worse opacity to the paper than 25 % saw mill chip TMP of which half had been refined with test segments.