Taivekartongin sävytys ja jälkikellertyminen

Taivekartongilta vaaditaan nykyisin korkealaatuista ja tasaista ulkonäköä. Pakkauksen tehtävänä on parantaa myyntiä hyvällä ulkonäöllä ja siisteydellä sekä antaa informaatiota ja käyttöohjeita. Tässä diplomityössä tutkittiin taivekartongin sävyttämistä, optisia ominaisuuksia sekä vaaleuden ja sävyjen pysyvyyttä. Kirjallisuusosassa käsiteltiin paperin ja kartongin optisia ominaisuuksia sekä esiteltiin Kubelka-Munkin teoria. Teoriaa voidaan käyttää mm. monikerroskartongin vaaleuden ja sävyjen mallintamisessa. Esillä oli paljon eri prosessitekijöitä, massoja ja kemikaaleja, jotka vaikuttavat kartongin vaaleuteen ja sävyyn. Työssä kärsiteltiin myös keinoja vaikuttaa kartongin sävyyn sävytyksellä ja sävytyksen eri tapoja. Toisaalta vaaleuden ja sävyn pysyvyyteen vaikuttaa kartongin jälkikellertyminen. Työssä tarkasteltiin jälkikellertymisen mekanismeja ja siihen vaikuttavia tekijöitä sekä esitettiin keinoja ennalta ehkäistä ja estää kellertymistä. Kokeellisessa osassa käsiteltiin massan ja päällystyspastan värjäyksen vaikutuksia ulkonäköön ja optisiin ominaisuuksiin. Sinertävillä tai violeteilla sävyväreillä voidaan pienentää mekaanisten massojen luonnollista kellertyvyyttä, jolloin valkoisuuden vaikutelma lisääntyy. Värien lisääminen heikentää vaaleutta, koska värien lisäys nostaa valon absorptiota. Tämän takia on tärkeää lisätä väri mielellään siihen kerrokseen, jossa kellertävä massa on, joka on tyypillisesti kartongin keskikerros. Pintakerrokset ovat valkaistua sellua ja niillä on tärkeä merkitys kartongin vaaleudelle, joten värin lisäys pintaan alentaisi vielä merkittävämmin kartongin kokonaisvaaleutta. Pastan värjäyksellä saadaan tasaisuutta värjäykseen, mutta sävyn säätö on tehtävä edelleen massavärjäyksellä. Pigmenttivärien käytöllä pystytään lisäämään mm. valonkestoa kartongille. Kartongin ja paperituotteiden valonkeston tutkimiseen ei ole olemassa standardia. Työssä tutkittiin laboratorio-olosuhteissa ja huonevalossa vanhentuneiden kartonkinäytteiden vertailtavuutta. Materiaalivalinnoilla pystytään vaikuttamaan valon-kestoon. Siihen vaikuttavat mm. massan laatu, lateksivalinta sekä pigmenttivärin käyttö. Mekaanista massaa sisältävät tuotteet kellertyvät pääasiassa ligniinin takia. Ligniini sisältää paljon UV-säteilyyn reagoivia ryhmiä, jotka muuttuvat värilliseksi lisäten kellertymistä. Valkaistujen sellujen vanhentuminen on suhteessa mekaaniseen massaan erittäin vähäistä. SA-lateksin havaittiin suojaavan vaaleuden menetykseltä ja lisäävän sävyn pysyvyyttä paremmin kuin SB-lateksi.

High quality and even appearance are qualities that are expected from modern folding boxboard. Purpose of the packaging is to enhance sales with good out-look, clean-cut appearance and also give out information and instructions. In this thesis the dyeing systems, optical properties and permanence of brightness and dyeing were studied. In the literature survey the optical properties of paper and folding boxboard were studied also the theory of Kubleka-Munk was studied. The theory can be applied for modeling the brightness and shading of multilayered board. Different means to affect the folding boxboards dye and methods of dyeing were studied. Also the permanence of brightness and shading affect the yellowing of folding boxboard. The mechanisms of yellowing and factors that affect it were studied, as were the means to prevent yellowing. In the experimental part the affects of dyeing pulp and coating on the appearance and optical properties were studied. The natural yellowing of mechanical pulp can be reduced with blue and violet shaded dyes, increasing the impression of whiteness. Adding of dyes lowers brightness, because the addition of dyes in-creases light absorption. Therefore it is important to add the dye to the layer with yellow pulp, usually the middle layer in folding boxboard. The surface layers are bleached chemical pulp and have a high impact on the brightness of the board. Addition of dye to the surface layer would lower the overall brightness even further. By dyeing the coating it evens the overall dye of folding boxboard, but the adjustment of shade still has to be made by dyeing the pulp. There is no standard for researching the light durability of paper and folding box-board products. In this thesis the comparability of differently aged folding box-board samples were studied. Light durability can be affected with different materials also the quality of pulp, choice of latex and the use of pigment dyes are commanding factor. Products that contain mechanical pulp yellow mostly be-cause of the lignin. Lignin contains many groups that react with UV-light that will color and so increasing the yellowing. Yellowing of bleached pulps is very low compared to mechanical pulps. SA-latex was found to offer a better protection against loss of brightness and increasing the permanence of shade than SB-latex.