Foam quality control for foam forming fiber-based products - Tirkkonen, Elisa (2025)
Tässä Pro gradu -tutkielmassa tarkasteltiin, kuinka vaahdon ominaisuudet muuttuvat eri fysikaalisten ja kemiallisten muuttujien vaikutuksesta. Fysikaalisia muuttujina oli vaahdotustapa, joista toinen oli sekoittaminen ja toinen ilman syöttäminen. Sekoittamista käytettäessä testattiin eri sekoitusnopeuksia ja syötettäessä ilmaa kasvatettiin syötettävän ilman määrää. Kemiallisina muuttujina olivat kokoajan kaksi eri pinta-aktiivista ainetta, eli tensidiä. Toinen tensidi oli anioninen ja toinen ei-ioninen. Tensidimäärän, retentioaineen ja liiman suhteen vaikutusta vaahdon ominaisuuksiin tarkasteltiin. Nämä kaikki testit tehtiin kolmelle eri kuitutyypille, joista kaksi oli valkaistua kemiallisesti valmistettua sellua ja yksi oli valkaistu kemikuumahierre. Lisäksi testattiin mikrofibrilloidun selluloosan (MFC) prosentuaalisen määrän vaikutusta vaahdon ominaisuuksiin. Eri muuttujien vaikutusta pintajännitykseen seurattiin tensiometrillä. Kirjallisuusosiossa esiteltiin vaahtojen ja tensidien ominaisuuksia, tarkasteltiin, kuinka erilaiset kuidut ja paperinvalmistuskemia vaikuttavat vaahdon ominaisuuksiin. Lopuksi tarkasteltiin myös vaahtorainaamisprosessia ja vaahdon laadunhallintaa niissä. Ilman syöttöä ei voitu käyttää eri kuitujen vaahdon ominaisuuksien vertailuun, sillä kuidut eivät tarttuneet kupliin, vaan jäivät omaksi kerrokseksi vesifaasiin. Sekoittamisnopeudella havaittiin olevan suuri merkitys ilmapitoisuuteen ja erityisesti kuplakokoon. Kemiallisilla muuttujilla ei ollut suurta vaikutusta kuplakokoon, johtuen luultavasti siitä, että kaikki testit tehtiin sekoittamalla. Kemiallisista muuttujista suurin merkitys oli tensidin määrällä. MFC:n määrällä havaittiin vaikutus vaahdon ilmapitoisuuteen. Massan valmistustapa vaikutti ominaisuuksiin, kemikuumahierre tuotti korkeamman ilmapitoisuuden kuin valkaistu kemiallinen massa. Pintajännitystä ei voitu mitata kuitupitoisesta näytteestä, joten kuidut suodatettiin. Pintajännitys muuttui tensidimäärän muuttuessa. Paperinvalmistuskemia ei osoittanut pinta-aktiivisuutta. Mikään kuitu ei ollut pinta-aktiivinen sakeudessa 1.2 %, alkuperäisessä sakeudessa kemikuumahierre osoitti pinta-aktiivisuutta.