PP-laminoidun paperirullakääreen

Paperituotteella on kehitetty normaalin PE-laminoidun paperirullakääreen rinnalle polypropeeni(PP)-laminoitu paperirullakääre. Tätä tuotetta on lähdetty

kehittämään, jotta saataisiin helpommin kierrätettävä paperirullakääre. PP-laminoitu paperirullakääre on PE-

laminaattia helpommin kierrätettävissä johtuen PP:n korkeammasta sulamispisteestä. PE:n sulamispiste on 109 °C /37/ja PP:n sulamispiste 147 °C /60/. Jos PP:a ei saada täysin erotettua kuiduista kiertokuitujen

käsittelylinjalla ja muovia joutuu paperikoneelle ei PP aiheuta ongelmia paperikoneella, koska se ei sula

paperikoneen kuumissa osissa.

PP-laminoitu paperirullakääre on pulpperoitunut

Tampellan laboraroriopulpperilla melko hyvin. Kolmessa pulpperointikokeessa hajoamattomia arkkeja on jäänyt keskimäärin n.4 %. Nämä hajoamattomat arkit ovat löytyneet roottorin päältä, kuten PE—laminoidunkin paperirullakääreen kohdalla, joten hajoamattomuus on johtunut lähinnä pulpperin rakenteesta eikä

materiaalista.

Erittäin huomionarvoinen seikka PP-laminaattia

pulpperoitaessa oli se, että huomattava osa muovista hajosi pitkänomaisiksi riekaleiksi ja nämä riekaleet kiertyivät yhteen köysimäisesti. Tämä koetulos

viittaisi siihen, että suuri osa polypropeenista voitaisiin erottaa helposti ragger-laitteella muusta massasta jo pulpperissa.

PP-laminaatin pulpperoinnissa kehittynyt hukkatyön määrä oli keskimäärin 11 kWh/t.

Myös PP-laminaatin pulpperoinnissa syntyi eniten muoviriekaleita, joiden pinta-ala on lcm2 : n ja 9cm2 : n välissä. Muoviriekaleiden mediaanikoko on ollut

keskimäärin n.4 cm2.

Pulpperointilämpötila on vaikuttanut muoviriekaleiden kokoon siten, että lämpötilan kasvaessa muovi-

riekaleiden koko on pienentynyt. Tilastollisesti tämä korrelaatio on esitetty liitteessä 5.

Pulpperiin syötetty paperirullakääre on sisältänyt muovia n.6,5 %. Keskimääräinen sihdin rejektisuhde on ollut n. 2,8 % ja hajonta 1,3 %. Alhainen rejektisuhde johtuu siitä, että suuri osa muovista on jäänyt

pulpperissa kiertyneeseen köyteen tai pulpperin sisällä olleisiin virtausesteisiin kiinni.

pH on vaikuttanut rejektisuhteeseen. Tulosten mukaan pH:n noustessa on rejektisuhde kasvanut. Tämä on osoitettavissa tilastollisella analyysillä, joka on esitetty liitteessä 6. Tämä tulos on ristiriitainen silmämääräiseen tulokseen verrattuna sen vuoksi, että NaOH-lisäyksen vuoksi on muovi irronnut kuiduista ja näin ollen pitäisi rejektin sisältää vähemmän kuituja.

Tällöin rejektisuhteen tulisi pienentyä pH:n kasvaessa.

PP-laminoidun paperirullakääreen materiaalihäviö pulpperiin syötetyn ja lajitellun materiaalin määrän välillä on ollut keskimäärin n.6 % ja sen hajonta on ollut n.3 %.

Tulokset osoittavat, että pH:11a on selvä vaikutus materiaalihäviöön siten, että häviö kasvaa pH:n noustessa. Tilastollinen analyysi on esitetty liitteessä 7. Tämä tulos tukee edellä mainittua rejektisuhteen ja pH:n välistä korrelaatiota, koska materiaalihäviö kasvaa rejektisuhteen kasvaessa ja rejektisuhde on kasvanut pH:n noustessa.

Koepisteiden, joiden EOK on ollut 500 kWh/t,

aksepteista on määritetty muovi- ja tahmopitoisuus.

Määritysten mukaan akseptien muovi- ja tahmopitoisuudet ovat vaihdelleet 33...276 kpl/kg välillä. Keskimäärin näytteet ovat sisältäneet 130 kpl/kg pieniä muovi- riekaleita ja tahmoja. Tulokset eivät ole luotettavia, koska hajonta on näin suuri.

Kvalitatiivisen analyysin mukaan eräs akseptista löytynyt tahmo on sisältänyt polyisopreenia ja styreenibutadieeniä, jolloin tahmo on luultavasti peräisin joko liimasta tai lateksista, jotka ovat peräisin kääreen voimapaperin sisältämästä uusio­

massasta.

PP-laminoitu paperirullakääre on pulpperoitunut yhtä hyvin kuin PE-laminoitu paperirullakäärekin. Huomion

arvoista on, että polypropeeni on hajonnut pitkän­

omaisiksi riekaleiksi ja riekaleet ovat kietoutuneet yhteen köysimäisesti. Muovista on jäänyt erittäin huomattava osa kiinni pulpperin virtausesteisiin.

n .4.4. PE-päällvstetvn taivekartongin pulpperoituvuus

Toiselta puolelta PE-päällystetty taivekartonki

pulpperoitui kaikista materiaaleista parhaiten, sillä kaikki arkit pulpperoituivat. Myös tässä kokeessa jäi pulpperin seinämällä olleeseen putkeen ja virtaus­

esteisiin runsaasti muovia kiinni.

Pulpperoinnin aikana syntynyt hukkatyö oli n.11 kWh/t.

PE-päällystetyn taivekartongin pulpperoinnissa syntyneiden muoviriekaleiden kokojakauma on ollut vaihteleva. 45°C:n keskimääräisessä lämpötilassa

pulpperoituneet muoviriekaleet ovat olleet suurimmaksi osaksi kooltaan alle lcm2 : n. Sen sijaan 59°C:n keski­

määräisessä lämpötilassa pulpperoituneet muoviriekaleet ovat olleet kokojakaumiltaan hyvin vaihtelevia.

Mediaanikoko on vaihdellut alle 1 cm2 : sta lähes 5 cm2 : n.

Pulpperointilämpötila on vaikuttanut muoviriekaleiden kokoon siten, että lämpötilan ollessa suurempi myös pulpperoituneet muoviriekaleet ovat olleet suurempia.

Tämä on osoitettu tilastollisesti liitteessä 8.

Pulpperiin syötetty PE-kartonki sisälsi muovia 6,6 %.

Rejektisuhde oli keskimäärin n.1,3 % ja hajonta 1,0 %.

Pieni rejektisuhde johtui siitä, että pulpperiin jäi huomattavan paljon muovia kiinni virtausesteisiin.

PE-päällystetyn taivekartongin materiaalihäviö

pulpperiin syötetyn materiaalin ja lajitellun aksepti- määrän välillä on ollut keskimäärin n.4 %. Häviön

hajonta on ollut n.2 %.

Akseptin muovi— ja tahmopitoisuus määritettiin kahdesta näytteestä. Toisessa pitoisuus oli 42 kpl/kg ja

toisessa 125 kpl/kg.

Akseptissa olleista tahmeista kasaumista tehty

kvalitatiivinen analyysi on osoittanut, että ne ovat sisältäneet kalsiumkarbonaattia, talkkia ja kaoliinia.

Näitä täyteaineita on sitonut toisiinsa PVA (poly-

vinyylialkoholi). Tahmeista kasaumista on löytynyt myös tärkkelystä. Nämä tahmot eivät aiheuta ongelmia paperi­

koneella.

il.4.5. Alumiini-PE-laminaatin pulpperojtuvuus

Alumiini-PE-laminaatin runkomateriaalina oli ruskea voimapaperi, jonka toiselle puolelle oli laminoitu PE- kalvo ja alumiinifolio. Kokeessa haluttiin selvittää materiaalin pulpperoitumista ja alumiinin

käyttäytymistä pulpperoinnissa ja lajitteluprosessissa.

Alumiini-PE-laminaatti pulpperoitui kaikista

materiaaleista huonoimmin. Tosin ei sekään huonosti.

Hajoamattomia arkkeja jäi keskimäärin 5 %.

Alumiini-PE-laminaatin pulpperoinnissa on hukkatyötä muodostunut keskimäärin 11 kWh/t.

Alumiini-PE-laminaatin pulpperointiin liittyvä

huomionarvoinen seikka oli se, että lisättäessä NaOH:a pulpperoitavaan massaan, ja pulpperoinnin edetessä riittävän pitkälle alumiini liukeni massan joukkoon vapauttaen samalla voimakkaasti vetyä. Tämä alumiinin liukeneminen ja vedyn vapautuminen oli havaittavissa siten, että massa alkoi nousta pullataikinan tavoin hyvin nopeasti. Voimakkaasta vedyn vapautumisesta

johtuen tilanteessa oli jopa räjähdysvaara.

Reaktioyhtälö : 3 NaOH + AI - AI (OH), - Na3A103 + 1^ H2

Pulpperoituneiden Al-PE-riekaleiden kokojakauma oli vaihteleva. Riekaleiden koko on vaihdellut alle

1 cm¹ ; stä yli 9 cm¹ : n. Mediaanikoko on ollut n. 2,5 cm .

Pulpperiin syötetty materiaali sisälsi alumiinia ja polyeteeniä yhteensä 28,6 %. Sihdin rejektisuhde oli keskimäärin 23 % ja hajonta 4 %. Merkittävää oli se, että huomattava osuus alumiinista hajosi pieniksi paloiksi ja kulkeutui sihdin läpi akseptin joukkoon.

Silmämääräisesti todettiin, että pulpperoinnin edetessä eli EOK:n kasvaessa on alumiinin irtoaminen muovin

pinnalta ollut voimakkaampaa. Olisi siis oletettavaa, että rejektisuhde pienenisi EOK:n kasvaessa, sillä irronnut alumiini kulkeutuisi sihdin läpi ja

pienentäisi näin rejektin määrää. Tätä ei kuitenkaan tuloksista voitu havaita.

Materiaalihäviö pulpperiin syötetyn massan ja sihdin jälkeisen viirakankaalle keräytyneen akseptin välillä on ollut keskimäärin n.31 % ja hajonta n.2 %.

Sihdin läpi kulkeutuneesta akseptimassasta voitiin visuaalisesti havaita lukuisia "alumiinihippusia".

Näiden "hippusten" havaittiin tarttuvan muoviviiraan.

Muoviviiraan tarttuneiden partikkeleiden määrä on vaihdellut 218...447 kpl/kg välillä. Voidaan siis todeta, että tarttuneita partikkeleita on ollut hyvin runsaasti.

Koetulosten mukaan vaikuttaisi siltä, että alumiini- laminaatin kierrätyksessä käytettävän lajittelu- laitteiston toiminta tulisi perustua epäpuhtauksien ominaispainoon liittyvään erotteluun. Tällöin kyseeseen tulisivat lähinnä pyörrepuhdistimet eivätkä sihdit, jotka erottelevat epäpuhtaudet partikkelien koon ja muodon mukaan.

11.4.6. Paperirullan sisäpäätvlaoun pulppeyoituvuus

Paperituote on toteuttanut omasta tuotannostaan

syntyvän jätteen kierrätystä kehittämällä paperirullan päätylapun, jonka raaka-aineena voidaan käyttää

normaaleiden päätylappujen valmistuksesta syntyvää stanssausjätettä. Stanssausjäte sisältää PE:ä ja kraftlaineria. Tästä jätteestä on muodostettu

päätylappuja sitomalla jätepalat yhteen liiman avulla.

Päätylaput pulpperoituivat erittäin hyvin. Hajoamatta sisään syötetyistä päätylapuista jäi keskimäärin n.2 %.

Päätylappujen pulpperoinnissa syntynyt hukkatyön määrä oli n.10 kWh/t.

Eniten pulpperoinnissa syntyi alle lcm2 : n kokoisia riekaleita. Syynä tähän oli se, että päätylapun sisältämät muovipalätkään eivät juuri olleet tätä suurempia. Laskettu mediaanikoko oli keskimäärin n.0,7 cm2.

Pulpperiin syötetyt päätylaput sisälsivät yhteensä n.19 % muovia ja liimaa. Sihdin rejektisuhde oli keskimäärin n.30,1 % ja hajonta n.2,5 %. Suuri rejektisuhde johtui siitä, että päätylappuja

valmistettaessa on käytetty eräänlaista puristus- menetelmää, jossa muovi on sulanut ja agglomeroitunut kuituihin. Tämän vuoksi on suuri osa kuiduista jäänyt muovin mukana rejektin joukkoon.

Materiaalihäviö pulpperiin syötetyn ja sihdin jälkeisen akseptin välillä oli keskimäärin n.26 % ja hajonta

n. 4 %.

Akseptista muoviviiraan tarttuneiden muovi- ja liimapalasten määrä on vaihdellut 69... 144 kpl/kg välillä.

11.5. Johtopäätökset

Näistä laboratoriopulpperoinneista kaikkein parhaiten onnistui PE-päällystetyn taivekartongin pulpperointi.

Kartonki hajosi pulpperissa lähes täydellisesti ja kuidut irtosivat muovin pinnalta helposti. Muovi erottui helposti jo pulpperissa tarttuen virtaus­

esteisiin. Lisäksi materiaalihäviö oli pieni.

Akseptista ei myöskään ollut löydettävissä paperikone- ajoa haittaavia tahmaavia aineita.

Myös molemmat paperirullakääreet olivat onnistuneesti pulpperoitavissa. Kuidut saatiin hyvin talteen

vaikkakaan ne eivät irronneet muovista yhtä helposti kuin PE-päällystetyn kartongin tapauksessa. PP-

laminaatin pulpperoinnin kohdalla oli merkittävää muovin erottuminen kuiduista pitkinä riekaleina ja kiertyminen köydeksi pulpperissa.

Niin PE-päällystetyn kartongin kuin paperirulla-

kääreidenkin tapauksessa on luultavaa, että tärysihtien läpi menneet muoviriekaleet olisivat erottuneet

käänteisillä pyörrepuhdistimilla, jos sellaiset olisivat olleet käytettävissä.

Tulosten perusteella voidaan päätellä, että sekä PE- päällystettyä taivekartonkia että muovilaminoituja paperirullakääreitä voidaan kierrättää paperi­

teollisuudessa sellaisissa tuotantolaitoksissa, joilla on muovin erotteluun soveltuvat lajittelulaitteistot.

Myös erottuvalle muoville on löydyttävä jatkokäyttöä.

Sitä on pystyttävä hyödyntämään raaka—aineena tai sitä

tulisi käyttää energian tuotantoon polttamalla se kunnollisissa poltto-olosuhteissa.

Alumiini-PE-laminaatin pulpperointitulos ei ollut yhtä hyvin kuin edellisten, johtuen alumiinin

irtoamisesta muovin pinnalta ja kulkeutumisesta akseptin joukkoon. Mahdollisesti sakeamassapyörre- puhdistimet voisivat erottaa alumiinihippuset muusta massasta kiertokuitujen käsittelylaitoksissa, mutta tuskinpa niidenkään kapasiteetti riittäisi erottamaan suuria määriä alumiinia.

Kaipolan siistaamon käyttöpäällikön /61/ mukaan siellä suoritetussa eräässä koepulpperoinnissa on alumiini- laminaatti tullut kokonaisena ulos Fiberflow-

tyyppisestä pulpperista. Näin ollen voisi vetää sen johtopäätöksen, että alumiinilaminaattia voisi

mahdollisesti kierrättää, jos käytetään oikeanlaista pulpperia ja lajittelulaitteistoa. Näiden kokeiden perusteella ei ammepulpperi sovellu alumiini-

laminaatin pulpperointiin, eivätkä tärysihdit lajitteluun.

Paperirullien sisäpäätylappujen pulpperointi onnistui hyvin. Kuiduista saatiin lajittelun jälkeen talteen n.80 %, loppujen kuitujen jäädessä muoviin

kiinnittyneinä rejektin joukkoon.

12. BRITTILÄISELLÄ HAJOTTIMELLÄ SUORITETUT PULPPEROINTIKOKEET

12.1. Kokeiden tarkoitus

Brittiläisellä hajottimella suoritettavien

pulpperointien tarkoitus oli testata materiaalien

yleistä pulpperoitumista ja vertailla tuloksia samalla materiaalilla ja samoissa olosuhteissa Tampella-

mallisella pulpperilla tehtyihin kokeisiin. Kokeissa ei ollut tarkoitus testata eri pulpperointiolosuhteiden vaikutusta pulpperoitumiseen.

PE-päällystetyn taivekartongin pulpperoinnissa

tahdottiin lähinnä selvittää, onko muovin paksuudella vaikutusta syntyvien muoviriekaleiden kokoon.

12.2. Kokeiden suoritus

Brittiläisellä hajottimella pulpperoitavia materiaaleja olivat: PE-laminoitu paperirullakääre, PP-laminoitu paperirullakääre, PE-päällystetty kartonki, EB-lakattu metalloitu paperi ja hotmelt-liimalla saumattu

kartonkikotelo. Koejärjestely on esitetty liitteessä 9.

12.2.1. Pulpperointien suoritus Brittiläisellä haiottimella

Brittiläisen hajottimen täyttötilavuus oli 7 1.

Hajottimen teho oli 0,5 kW ja pyörimisnopeus

2800 r/min. Hajottimen pulpperointisakeudeksi soveltui parhaiten 2 %, mutta useissa kokeissa käytettiin 3 %:n sakeutta, jotta saatiin vertailukelposia tuloksia

Tampellan pulpperilla tehtyihin kokeisiin nähden.

Hajottimeen laitettiin 7 1 40 °C:sta vettä. Sen jälkeen hajottimeen lisättiin kuiva-ainepitoisuudeltaan

tunnettua materiaalia. Ennen hajottimeen laittoa

materiaali oli revitty n. 25cm2:n kokoisiksi palasiksi.

Massan ei annettu liota vedessä, kuten Tampellan pulpperilla suoritetuissa kokeissa vaan hajotin käynnistettiin välittömästi.

Pulpperin annettiin käydä niin kauan, että haluttu energian ominaiskulutus saavutettiin. Energian ominaiskulutus laskettiin seuraavasti:

P * t

EOK = ________ (5) in

jossa EOK = Energian ominaiskulutus [kWh/t]

P = Hajottimen teho (0,5 kW) t = Pulpperointiaika [h]

m = Pulpperoitavan materiaalin kuivapaino [t]

Pulpperoinnin jälkeen kaikki hajottimessa ollut massa tyhjennettiin sen alapuolella sijaitsevalle täry- sihdille .

12.2.2. Massojen lajittelu tärvsihdillä

Massojen lajittelu tapahtui muuten samalla tavoin kuin Tampellan pulpperillakin pulpperoitujen massojen

lajittelu paitsi, että ko. tärysihti oli erilainen.

Sihtaus tapahtui yksivaiheisella tärysihdillä, jolta aksepti siirtyi suoraan viirakankaalle. Käytetyn sihdin sihtirako oli 0,25 mm. Viirakankaan tiheys oli

250 Mesh.

Muoviriekaleiden koon, rejektisuhteen ja materiaali- häviön määritys tapahtui samalla tavoin kuin Tampellan pulpperilla pulpperoitujen massojen yhteydessä. Samoin akseptien sisältämien muovi- ja tahmopitoisuuksien määritys.

12.3. Tulokset luoteitavuusarviointeineen

Kaikki Brittiläisellä pulpperilla suoritettujen kokeiden tulokset on esitetty liitteessä 10.

Koska havaintoaineistoa on liian vähän, ei tuloksista haluttu tehdä tilastollista analyysia vaan ne antavat pelkästään suuntaa antavaa tietoa.

12.3.1. PE-laminoidun paperirullakääreen pulpperointi

Brittiläisellä hajottimella tehtiin muutama PE-

laminoidun paperirullakääreen pulpperointikoe, jotta voitiin vertailla tuloksia Tampellan pulpperilla suoritettuihin kokeisiin.

Näissä kokeissa oli pulpperointilämpötila n.40°C ja sakeus 3 %. Hajottimeen ei lisätty NaOH:a.

Brittiläisellä hajottimella pulpperointi onnistui hyvin. Hajottimeen ei jäänyt yhtään hajoamatonta kääreen palaa.

Vertailtaessa näiden kokeiden tuloksia samoissa

olosuhteissa ja samalla EOK:lla Tampellan pulpperilla tehtyihin pulpperointituloksiin voidaan huomata, että Brittiläisellä hajottimella tehdyissä pulpperoinneissa ei muovi hajonnut yhtä pieniksi palasiksi kuin

Tampellan pulpperilla. Pienten muoviriekaleiden

(A < 1 cm2) osuus oli huomattavasti pienempi ja suurten riekaleiden ( 9cmJ<A<25cm2) osuus huomattavasti suurempi kuin Tampellan pulpperilla tehtyjen kokeiden

yhteydessä. Tässäkin kokeessa oli eniten

muoviriekaleita, joiden koko oli lcm2 : n ja 9cm : n välillä. Riekaleiden mediaanikoko oli keskimäärin 4,8 cm2, kun se vastaavissa Tampellan pulpperilla suoritetuissa kokeissa oli n.3 cm2.

Paperirullakääre sisälsi muovia n.10 % ja rejektisuhde oli n.12 %. Lähes kaikki kuidut olivat irronneet

muovista ja kulkeutuneet akseptin joukkoon. Näin ollen on ihmetyttävää miksi rejektisuhde on suurempi kuin kääreen muovipitoisuus. Syynä lienee se, että koe- erässä olleen PE:n paksuus on ollut vaihteleva ja kokeessa olleen pienen materiaalimäärän vuoksi vaikuttanut suuresti rejektisuhteeseen.

Materiaalihäviö oli keskimäärin 20,8 % ja hajonta 1.7 %. Materiaalihäviötuloksia tarkasteltaessa on huomattava, että suuri osa materiaalista on jäänyt rejektin joukkoon. Tampellan pulpperilla suoritetuissa vastaavissa kokeissa materiaalihäviö oli keskimäärin 7.7 %.

12.3.2. PP-laminoidun paperirullakääreen pulpperointj

PP-laminaattien pulpperoituminen onnistui hyvin.

Pulpperiin ei jäänyt yhtään hajoamatonta kääreen palaa.

Sen sijaan kuidut eivät irronneet muovin pinnalta yhtä hyvin kuin PE-kääreen tapauksessa.

Eniten syntyi muoviriekaleita, joiden koko vaihteli 1...9 cm2:n välillä. Ainoastaan koepisteessä, jossa EOK oli 500 kWh/t, syntyi eniten riekaleita, joiden koko oli alle 1 cm2. Muoviriekaleiden mediaanikoko oli

keskimäärin 2,7 cm2. Tampellan pulpperilla suoritetuissa vastaavissa kokeissa riekaleiden mediaanikoko oli

3,8 cm2.

Pulpperoitu kääre sisälsi polypropeenia n.6,5 %.

Brittiläisellä hajottimella pulpperoidun massan

rejektisuhde oli keskimäärin 10,1 % ja hajonta 1,3 %.

Suuri rejektisuhde johtui siitä, että rejektiksi jääneessä muovissa oli runsaasti kiinni kuituja.

Tampellan pulpperilla suuri osa muovista jäi pulpperin virtausesteisiin eikä näin ollen kulkeutunut enää

lajitteluun, jolloin rejektisuhde vastaavissa kokeissa on ollut keskimäärin 2 %.

Materiaalihäviö oli keskimäärin 19 % ja hajonta 2,2 %.

Tampellan pulpperilla suoritetuissa vastaavissa kokeissa materiaalihäviö oli keskimäärin 3,5 %.

17.3.3. PE-päällystetvn taivekartongin pulpperojntj

Brittiläisellä hajottimella suoritetussa

PE-päällystetyn taivekartongin pulpperointikokeessa tahdottiin lähinnä selvittää, onko muovikerroksen paksuudella vaikutusta pulpperoinnissa syntyvien muoviriekaleiden kokoon.

Ensimmäiset pulpperoinnit tehtiin 120 kWh/1: n EOKilla ja toiset 390 kWh/t EOK:lla.

Koska havaintoja on ollut vähän, ei tilastollisen

analyysin perusteella ole voitu osoittaa muovikerroksen paksuudella olevan vaikutusta muoviriekaleiden kokoon.

Kuitenkin kuvasta 5. voidaan huomata, että muovin neliömassan kasvaessa suurten riekaleiden osuus on kasvanut ja pienten riekaleiden pienentynyt. Tämä oli huomattavissa myös koetta suoritettaessa, jolloin

muovin neliömassan ollessa 40 g/m2 riekaleiden joukossa oli paljon huomattavasti yli 25cmJ:n kokoisia

riekaleita.

Muoviriekaleiden mediaanikoko PE:n neliömassan funktiona EOK = 390 kWh/t

Kuva 5. PE-päällysteen neliömassan vaikutus

pulpperoinnissa syntyneiden muoviriekaleiden kokoon.

Pienellä energian ominaiskulutuksella pulpperoitäessä rejektin joukkoon jäi melko paljon mekaanisesta

massasta peräisin olevia kuitukimppuja. Suurella E0K:lla pulpperoitaessa näitä ei ollut havaittavissa.

Pulpperoinneissa, joissa EOK on ollut 120 kWh/t,

rejektisuhde on ollut keskimäärin 0,1 % pienempi kuin kartongin muovipitoisuus eli teoreettinen rejektisuhde.

EOK-tasolla 390 kWh/t rejektisuhde on ollut keskimäärin 0,4 % pienempi kuin teoreettinen rejektisuhde.

Materiaalihäviö oli keskimäärin 24 % ja hajonta 4 %.

12.3.4. EB-lakatun metalloidun paperin pulpperojntj

EB-lakatun metalloidun paperin pulpperointikokeessa tahdottiin selvittää EB-lakan käyttäytymistä

pulpperoitaessa. Lakan käyttäytymisen silmämääräisen havainnoimisen helpottamiseksi käytettiin metalloitua paperia.

Pulpperointeja suoritettiin kolme kappaletta, joista ensimmäisessä pulpperointisakeus oli 3 %, toisessa ja kolmannessa 2 %. Kaikissa kokeissa pulpperointilämpö- tila oli n. 40°C. Kolmannessa pulpperoinnissa oli pulpperiin lisätty NaOH:a.

Ensimmäisessä kokeessa hajotin ei toiminut kunnolla liian suuren sakeuden vuoksi ja pulpperointi tapahtui voimakkaasti vaahdoten. Ensimmäisessä kokeessa EOK oli n.80 kWh/t. Toisessa kokeessa hajotin toimi normaalisti

ja EOK oli n.490 kWh/t.

Kahdessa ensimmäisessä kokeessa paperi pulpperoitui huonosti, sillä paperi ei kuituuntunut vaan hajosi pieniksi paperin paloiksi. Tämä johtui siitä, että käytetty paperi oli märkälujaa. Ensimmäisessä kokeessa suurin osa näistä paperin paloista jäi rejektin

joukkoon. Myös toisessa kokeessa suuri osa paperista jäi rejektin joukkoon.

Kolmas pulpperointi onnistui hyvin, koska pulpperiin oli lisätty NaOH: a. Tällöin pH oli 11,8. Paperi

kuituuntui ja rejektiä muodostui vähän.

Kahdessa ensimmäisessä kokeessa lakan ja metalloinnin yhdistelmä kulkeutui hiukkasmaisina paloina sihdin läpi akseptin joukkoon. Kolmannessa pulpperoinnissa

yhdistelmä liukeni, eikä sitä voinut havaita niin rejektissä kuin akseptissakaan. Akseptimassasta, joka oli peräisin kolmannesta pulpperoinnista tutkittiin muoviviiraan tarttuvia tahmoja. Muoviviiraan tarttui tahmoja 79 kpl/kg.

Ensimmäisessä kokeessa rejektisuhde oli yli 91 % ja materiaalihäviö lähes 94 %. Toisessa kokeessa rejekti­

suhde oli yli 44 % ja materiaalihäviö yli 53 %.

Kolmannessa kokeessa rejektisuhde oli 2,3 % ja materiaalihäviö 7,4 %.

12.3.5. Hotmelt-liimatun kartonkikotelon pulpperointi

Tässä kokeessa haluttiin selvittää kuinka kartonki- kotelo, jonka sivut oli liimattu yhteen PVAC-

pohjaisella dispersioliimalla ja päädyt hotmelt-

liimalla pulpperoituu ja kuinka liima saadaan erotettua kuiduista.

Kartonki pulpperoitui kokeessa täydellisesti ja

hotmelt-palaset irtosivat kokonaisina jääden sihdillä rejektin joukkoon. Sivuliimaa sisältävät kartonkipalat pilkkoutuivat pieniksi paloiksi jääden sihdillä

rejektin joukkoon. Koska sivuliimasta muodostuneet palaset olivat pieniä, on mahdollista, että liimaa on kulkeutunut sihtiraoista myös akseptin joukkoon.

Kartonkikotelon sisältämää liimamäärää ei pystytty määrittämään. Silmämääräisesti tarkastellen on kaikki hotmelt-palaset jääneet rejektin joukkoon. Rejektisuhde oli keskimäärin 1,8 % ja hajonta 0,1 %.

Akseptimassasta, jonka pulpperoinnissa EOK oli suurin eli 500 kWh/t, tutkittiin muoviviiraan tarttuvia

tahmoja. Muoviviiraan tarttui tahmoja 294 kpl/kg.

Materiaalihäviö oli keskimäärin 9,7 % ja hajonta 0,7 %.

12.4. Johtopäätökset

Vertailtaessa Brittiläisellä hajottimella ja Tampellan pulpperilla suoritettujen kokeiden tuloksia huomataan, että Brittiläisellä hajottimella suoritetuissa kokeissa rejektisuhteet ja materiaalihäviöt ovat olleet

suurempia.

PE-kartongin pulpperointikokeiden perusteella voidaan osoittaa, että muovin ollessa paksumpaa pulpperoituvat muoviriekaleet ovat isompia.

EB-lakatun metalloidun paperin pulpperoinnissa

huomattiin, että korkeammalla pH-tasolla saadaan lakka ja metallointi liukenemaan paperin pinnalta. Ilman NaOH-lisäystä on erittäin pieniksi partikkeleiksi

hajoavaa lakan ja metalloinnin yhdistelmää vaikea saada erotettua muusta massasta. NaOH-lisäyksen ansiosta myös märkäluja paperi saadaan kuituuntumaan.

Hotmelt-liimatun kartonkikotelon pulpperoitavuus on näiden kokeiden perusteella mahdollista, koska hotmelt- liimapalaset irtoavat kokonaisina kartongista.

Dispersioliiman erottaminen tapahtuu tärysihtejä paremmin pyörrepuhdistimilla hajonneiden liima- partikkeleiden pienen koon vuoksi.

13. KAIPOLAN SIISTAAMOLLA SUORITETTU PE-PÄÄLLYSTETYN KARTONGIN PULPPEROINTIKOE

13.1. Kokeen tavoite ja suoritus

Tarkoituksena oli selvittää PE-päällystetyn kartongin pulpperoituvuutta tehdasmittakaavassa normaalin kierto- kuitupulpperoinnin yhteydessä.

Koe suoritettiin Kaipolan siistaamolla, jossa käytetään Fiberflow-tyyppistä pulpperia. Pulpperin sähköenergian ominaiskulutus oli 320 kWh/t ja höyryn ominaiskulutus 360 kWh/t. Koetta suoritettaessa pulpperin tuotanto- vauhti oli 350-360 t/vrk. Pulpperissa olevan veden

lämpötila oli n.50°C. Itse pulpperointilämpötila saattoi mekaanisesta työstä johtuen olla suurempikin.

Fiberflow-rummun kuidutusosalla sakeus oli 15 % ja lajitteluosalla 3 %. pH oli pulpperin alkuosalla 12 ja lopussa 10. Kuidutusosaan oli lisätty pieniä määriä saippuaa, peroksidia, DTPA:ta, vesilasia ja NaOH:a.

Pulpperin loppupäähän oli lisätty pieni määrä talkkia.

pH:n säätöön oli käytetty H2SOt : a.

Pulpperiin syötettiin 60 kg PE-päällystettyä taive- kartonkia. Kartongin neliömassa oli 270 g/m2 ja PE:n

20 g/m2.

Kartonki oli leikattu kolmion muotoisiksi paloiksi, jotta rummun läpi tulleet PE-riekaleet olisivat olleet helpommin huomattavissa rejektin joukosta. Kolmioiden pinta-ala oli n.0,2 m2.

Pulpperointitulosta seurattiin talteenkerätystä rejektistä.

13.2. Tulokset johtopäätöksineen

Rejektin ulostulo pulpperista kesti kauemmin kuin normaalisti pulpperoitavalla materiaalilla. Kun

tavallisesti pulpperointi kestää 15-20 min, tuli tämän materiaalin rejekti ulos vasta n.35-40 min materiaalin pulpperiin syötön jälkeen. Syynä tähän oli luultavasti se, että kartongin päällä ollut PE-kerros oli niin ohut, että se jäi "leijumaan" pulpperiin.

Rejektinä ulos tulleet muoviriekaleet eivät olleet alkuperäisten kolmiopalojen kokoisia vaan muovi oli rikkoutunut ja riekaleet olivat kooltaan n.100-150 cm2.

Rejektoituneet muovin palaset sisälsivät lisäksi pieniä reikiä, joten osa muovista oli irronnut hyvin pieninä palasina ja kulkeutunut pulpperilta lähtevän akseptin joukkoon.

Kuidut olivat täysin irronneet muovin pinnalta.

Rejektinä ulostulevaa muovimäärää ei pystytty mittaamaan, mutta silmämääräisesti muovi näytti erottuneen kartongista hyvin. Myöskään lajittelu-

laitteiston erotuskapasiteettia ei voitu todentaa. Mitä ilmeisemmin muoviriekaleiden reikäkohdista irronneet pienet muovipalat erottuivat kuitenkin käänteisillä pyörrepuhdistimilla. Tämän pienen PE-päällystetyn taivekartonkierän pulpperointi normaalin kiertokuitu- pulpperoinnin yhteydessä ei aiheuttanut ongelmia

paperikoneella.

Siistaamon käyttöpäällikön /61/ mukaan eräässä

aikaisemmin tällä pulpperilla suoritetussa kokeessa, jossa pulpperoitiin monikerroksista, paksumpaa ja

jäykempää muovia, saatiin muovi erottumaan pulpperilta kokonaisena.

Tulosten perusteella voidaan päätellä, että muovia sisältävää kuitupohjäistä materiaalia voidaan

kierrättää tällaisissa laitoksissa ainakin pienessä määrin. Muovin erottuminen on sitä varmempaa, mitä paksummasta ja jäykemmästä muovista on kyse.

kierrättää tällaisissa laitoksissa ainakin pienessä määrin. Muovin erottuminen on sitä varmempaa, mitä paksummasta ja jäykemmästä muovista on kyse.

In document Eräiden kuitupohjaisten monikerrostuotteiden ympäristövaikutukset (sivua 74-0)