Voiko vaahto olla ystävä paperinvalmistuksessa

8.5.2017

Vaahtoteknologia tarjoaa mahdollisuuksia paperi- ja kartonkiteollisuudelle ja yhdessä nanomateriaalien kanssa se mahdollistaa uusien paperi- ja kartonkituotteiden kehityksen. Tämän osoitti Karita Kinnunen-Raudaskosken VTT:llä toteuttama tutkimus. Kinnunen-Raudaskoski väittelee vaahtoteknologiasta Aalto-yliopistossa 12.5.2017.

Vaahto aiheuttaa prosessi- ja laatuongelmia paperin ja kartongin valmistuksessa ja siksi sen muodostuminen pyritään estämään käyttämällä vaahdonestoaineita. 1970-luvulla havaittiin kuitenkin, että vaahdon käyttö veden sijaan paperin valmistuksessa on monella tavoin edullista. Tuolloin teknologia ei herättänyt laajempaa kiinnostusta, toisin kuin nyt, paperiteollisuuden rakennemuutoksen aikaan, kun etsitään ratkaisuja ja teknologioita mm. energia- ja raaka-ainekustannusten pienentämiseksi sekä uusien materiaalien, kuten nanoselluloosan, hyödyntämiseksi.

Karita Kinnunen-Raudaskosken väitöstyössä tutkittiin vaahtoteknologian soveltuvuutta paperi- ja kartonki-teollisuuden eri prosessivaiheisiin. Pääpaino työssä oli paperin valmistuksessa, vaahtorainauksessa, sekä märän ja kuivan paperin vaahtopäällystyksessä. Lisäksi työssä tutkittiin uusien materiaalien, kuten nano/mikroselluloosan yhdistämistä vaahtoteknologiaan ja vaahdon soveltuvuutta paperitehtaan biolietteen käsittelyyn.

Tutkimuksen mukaan vaahtorainatun paperin huokoisesta rakenteesta aiheutuva lujuuden heikkeneminen voidaan kompensoida käyttämällä mikroselluloosaa märkäpuristuksen tai jauhatuksen sijasta. Veden poisto oli tehokkaampaa ja pohjapaperin kuitujakauma tasaisempaa kuin vesirainauksessa myös käytettäessä pitkiä synteettisiä kuituja.

Työ osoitti myös, että vaahtoteknologian avulla paperille saadaan ohut, toiminnallinen pinta. Sinkki- ja titaanioksideilla funktionalisoidulla nanoselluloosalla saavutettiin mikrobiologisia ja fotokatalyyttisiä ominaisuuksia ja polyvinyyli- ja etyleenivinyylialkoholivaahdoilla tuotettiin rasva- ja vesihöyryestokerros.

Märän paperin vaahtopäällystyksessä osoitettiin, että kemikaalit, jotka tunnetusti kasvattivat märkä- ja kuivalujuutta, toimivat myös vaahtopäällystyksessä. Myös rainan kuiva-aine nousi ilman bulkin menetystä. Vaahtoavusteissa biolietteen käsittelyssä biolietteen suotautuminen nopeutui, suodos oli kirkkaampi ja lietekakku kuivempi.

VTT:llä toteutettu tutkimus osoitti, että vaahtoteknologia tarjoaa mahdollisuuksia paperi- ja kartonkiteollisuudelle ja yhdessä nanomateriaalien kanssa se mahdollistaa uusien paperi- ja kartonkituotteiden kehityksen. Muun muassa VTT:n spin-off-yritys Paptic Oy valmistaa vaahto-teknologialla muovin haastavaa puukuitupohjaista pakkausmateriaalia. Väittelijä on yksi yrityksen perustajista.

Väitöskirja "Foam as a carrier phase – a multipurpose technology for industrial applications" verkossa: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/51

 

Ota yhteyttä
Asiakaspalvelu
Sähköpostiinfo@vtt.fi
Puhelin020 722 7070
Avoinna arkisin klo 9.00 - 11.00 ja 12.00 - 15.00

Lisätietoja:
Karita Kinnunen-Raudaskoski
karita.kinnunen@paptic.com