Foam-laid forming technology for fiber webs

Julkaisun otsikon käännös: Foam-laid forming technology for fiber webs

Jani Lehmonen

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Metsäteollisuus on rakennemuutoksen keskellä ja nykyisten paperi- ja kartonkituotesovellusten lisäksi tarvitaan markkinoille korkeamman jalostusarvon tuotteita. Uusien puukuitupohjaisten materiaalien ja tuotteiden valmistus tarvitsee myös uusia tuotantoteknologioita uudistamistavoitteiden saavuttamiseksi. Nykyiset tuotantotekniikat perustuvat veteen virtaavana väliaineena ja raaka-aineiden kantajana ja käytettävän veden määrän merkittävä vähennys on haastavaa. Lisäksi prosessit ovat myös tyypillisesti energiaintensiivisiä. Vaahtorainaus mahdollistaa veden määrän vähentämisen, kun se korvaa noin kaksi kolmasosaa virtaavasta väliaineesta ilmalla. Lisäksi vaahdon korkeampi viskoottisuus veteen nähden mahdollistaa ominaisuuksiltaan erilaisempien raaka-aineiden käytön ja homogeenisemman materiaalijakauman lopputuotteessa. Tämän väitöskirjatyön tavoitteena oli tutkia virtaavan väliaineen roolia puukuituja sisältävien arkkien valmistuksessa hyödyntäen tutkimukseen soveltuvia tutkimusympäristöjä ja soveltaen akateemista lähestymistapaa. Tutkimus toteutettiin laboratorio-, semi-pilot- ja pilot-mittakaavassa. Vesirainaukseen suunniteltu semi-pilot-prosessi modifiointiin vaahtorainaukseen soveltuvaksi. Vaahtorainausteknologian potentiaalia tutkittiin selvittämällä keskeisten prosessi- ja tuoteparametrien vaikutuksia vesi- ja vaahtorainausprosessin välillä. Väitöskirjatyön perustutkimus toteutettiin laboratoriomittakaavassa, jossa vesi- ja vaahtorainatut arkit valmistettiin dynaamisella alipaineavusteisella arkkimuotilla, joka simuloi tuotannollisen mittakaavan rainan muodostuksen, formeriosan, dynaamista alkuveden- ja vaahdonpoistoa. Vedenpoistotulosten mukaan vedenpoistoajat olivat lähes yhtä suuria vedellä ja vaahdolla korkeilla alipainetasoilla, kun taas matalammilla alipainetasoilla vaahdon vedenpoistoaika oli noin 50% korkeampi. Tarkasteltaessa vesi- ja vaahtoprosesseja ja arkkeja vedenpoiston, prosessitehokkuuden ja toiminnallisuuden näkökulmasta, havaittiin vaahtorainattujen arkkien korkeampi kuiva-ainepitoisuus formeerauksen jälkeen vaahdon tiheystasolla 400 kg/m3 kaikissa tutkimuksissa. Vesi- ja vaahtoarkit olivat identtisiä tiheyden kannalta tarkasteltuna suurimmalla märkäpuristuskuormalla ja vaahdon tiheystasolla 400 kg/m3.Työssä osoitetiin, että vaahtorainaukseen modifioitu prosessi on edelleen ajettavissa vesiprosessina. Tämä näkökulma antaa uusia mahdollisuuksia vesiprosessia soveltaville pienemmän mittakaavan tuotantokoneille, jotka ovat periaatteellisesti soveltuvampia muunnokselle vaahtorainaukseen.
Julkaisun otsikon käännösFoam-laid forming technology for fiber webs
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Paltakari, Jouni, Vastuuprofessori
  • Retulainen, Elias, Ohjaaja, Ulkoinen henkilö
  • Kinnunen-Raudaskoski, Karita, Ohjaaja, Ulkoinen henkilö
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-0740-1
Sähköinen ISBN978-952-64-0741-8
TilaJulkaistu - 2022
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Foam-laid forming technology for fiber webs'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä