Kuusinanokuidut fluting-kartongin lujitteena

• Main Author: Viitajylhä, S. (Salla)
• Format: Others
• Language: Finnish
• Published: University of Oulu 2019
• Online Access: http://jultika.oulu.fi/Record/nbnfioulu-201906272672

Tiivistelmä. Tässä työssä tutkittiin kuusipurusta jauhetun puunanokuidun vaikutusta fluting-kartongin lujuusominaisuuksiin sekä suotautumisaikaan. Kuusipurun käyttömahdollisuuksia haluttiin selvittää, sillä purua syntyy suuria määriä puutuote- ja sahatavarateollisuuden sivutuotteena. Purun mahdollinen käyttö fluting-kartongin lujitteena parantaisi kyseisen teollisuudenalan kannattavuutta, sillä fluting toisi purulle lisäarvoa. Työssä vertailtiin kahden kuusipurusta jauhetun puunanokuidun ja yhden selluloosananokuidun lujittavaa vaikutusta fluting-arkeissa pitoisuuksilla 2,5–15 %. Tuloksia vertailtiin arkkeihin, jotka sisälsivät pelkästään flutingia. Jokainen käytetyistä nanokuiduista jauhettiin Masuko-jauhimella. Kaksi puunanokuitua erosivat toisistaan esikäsittelyn suhteen, sillä toinen niistä oli alkalikäsitelty ennen jauhamista. Arkkeja valmistettiin arkkimuotilla seitsemän erilaista sarjaa, ja niistä mitattiin suotautumisaika, veto- ja repäisylujuus, vetojäykkyys sekä venymä. Tulosten perusteella nanokuitujen käyttö fluting-kartongissa lisää sulpun suotautumisaikaa viiran läpi. Puunanokuitu vaikuttaa merkittävästi suotautumisaikaan vasta suurilla pitoisuuksilla, kun taas selluloosananokuitu tekee saman jo pienillä pitoisuuksilla. Jokainen nanokuiduista vaikuttaa huomattavasti arkkien vetoindeksiin, eivätkä erot näiden välillä ole suuria. Puunanokuidun alkalikäsittely vaikuttaa negatiivisesti sekä suotautumisaikaan että nanokuidun vetoindeksiä parantavaan vaikutukseen. Puunanokuidut vaikuttavat positiivisesti fluting-kartongin repäisylujuuteen, mutta eivät yllä yhtä hyviin tuloksiin kuin selluloosananokuidut. Nanokuidut vaikuttavat voimakkaasti myös arkkien venymään, vaikka eri nanokuitujen välillä ei ole suurta eroa. Vaikutus arkkien vetojäykkyyteen ei ole merkittävä millään tutkituista nanokuiduista. Alkalikäsittely ei erityisesti paranna ominaisuuksia. Tulosten perusteella alkalikäsittelemättömällä kuusipurusta jauhetulla puunanokuidulla on käyttömahdollisuuksia fluting-kartongin lujitteena. Puunanokuitu on huomattavasti selluloosananokuitua parempi vaihtoehto, sillä puunanokuitu ei lisää suotautumisaikaa yhtä paljon, mutta sillä saavutetaan silti hyviä tuloksia veto- ja repäisylujuudessa.Fluting board strenghtened by nanofibrillated spruce fibres. Abstract. In this thesis the effect of nanofibrillated spruce fibres on fluting board was studied. The aim was to examine fluting’s strength properties and drainage time. Spruce saw dust is a byproduct of the wood and saw industries and it is formed in great quantities annually. New applications for spruce saw dust on fluting board would add value to wood and saw industries. The strengthening effects of two different nanofibrillated spruce fibres and one nanofibrillated cellulose on fluting boards were compared with using 2,5–15 wt% nanofibre contents. All nanofibres were grinded with Masuko grinder. One of the nanofibrillated spruce fibres was pre-treated with sodium hydroxide before handsheet preparation. The total of seven series of handsheets were prepared and drainage time, tensile strength, tearing strength, Young’s modulus and elasticity were measured from them. Measurements show that drainage time is longer when nanofibres are added to fluting board. Nanofibrillated spruce fibres affect to drainage time significantly only when doses of the nanofibres are high. Nanofibrillated cellulose affects notably already with low dosages. Nanofibres improve tensile index significantly and differences between these nanofibres are small. Natrium hydroxide pre-treatment has negative impact to both drainage time and tensile index. Nanofibrillated spruce fibres have positive impact to tearing index but not as great as nanofibrillated cellulose has. Nanofibres increase elasticity of the handsheets notably. The effect of nanofibres on Young’s modulus is negligible. Natrium hydroxide pre-treatment has not great effect to neither properties. According to the results of this study nanofibrillated spruce fibres can be used to improve the strength properties of the fluting board. With nanofibrillated spruce fibres drainage time is shorter which makes it better option to nanofibrillated cellulose. Nonetheless both nanofibres improve tensile and tearing indexes notably.