Academic literature on the topic 'Pappers-, massa- och fiberteknik'

Paper materials are renewable and recyclable and are often used for packaging applications, e.g., as in corrugated fiberboard boxes. From an engineering perspective, paper materials can be used to construct packaging with low weight but with high relative strength. However, compared to other packaging materials, it can be a challenge to design paper-based packaging for distribution chains with demanding conditions. Boxes made from paper can be sensitive to exposure of moisture, duration of load, and dynamic forces. Along the distribution chain, boxes can be exposed to forces that could potentially cause failure before the boxes intended service life is fulfilled. Therefore, it is important to know how to predict the failure distribution for a specific combination of packaging and distribution chain so that materials with the right properties can be chosen for a given purpose and the risk of failures can be minimized. In this project, we have investigated a statistical material model developed by Bernard D. Coleman. It is based on three material parameters that describe the cumulative distribution function (CDF) of a fiber-breaking behavior for an arbitrary load history. The model has been shown to work for fiber network systems subjected to constant load and constant load rate (CLR). Our purpose was to investigate if it is applicable for fiber network systems of higher structural hierarchy and for more complex load histories. To investigate this, we have performed compression tests with CLR on four different types of corrugated fiberboard and determined the material parameters. Afterward, we performed compression tests for a more complex load history. A periodic, triangular-shaped, load curve was chosen for cyclic testing. Finally, we used the material parameters from the CLR tests to determine the CDF for the periodic load cases. We compared the result with an empirical CDF. The CDFs showed to be in relatively good agreement, but there were some differences. We found that our measurements turned out to produce load history data that deviated from the intended load history. The material parameters were also shown to be less accurate than expected. Due to these deviations, we could not expect a perfect agreement between the CDFs. Therefore, we can not with certainty state that Coleman’s theory is applicable for varying load histories. However, despite the difficulties to experimentally achieve the intended load history, the results showed good agreement in several cases, and the deviations from the theory could possibly be explained by the load history deviations. To be certain, more accurate measurements with higher accuracy need to be done.

The presteaming of wood chips is an important step in the chemical pulping industry. It removes the air from within wood chips, allowing the cooking liquor to better impregnate wood chips, which leads to a more uniform cooking process, and lowers the amount of rejects. When steaming at atmospheric pressure, it is important that the temperature of the wood chips reach 100ᴼ C, as otherwise there will be an equilibrium leaving some air left inside. Having poorly steamed chips in a process could cause severe problems when it comes to reaching the targeted kappa number, or having the adequate retention time in the digester. There are a few different ways in which the wood chips are presteamed within the industry, however, there is little experimental data regarding the heating time of wood chips that can be used when designing these systems. Most studies have mainly focused on the air removal, or improvement of the impregnation step, and the few studies that have included the heating of the wood chips were limited to only one type of wood chip, or failed to specify the experimental details. Therefore, handmade wood chips pine and birch, two tree species commonly found in Sweden, were steamed in an ATEX designed digester with a steam jacket. The wood chips had thermocouples inside them and the temperature and time was recorded, and the effect of different parameters on the heating could thus be studied.The results revealed that there could be more than a minute in average time difference between wood chips of different thicknesses, both for birch and pine, although the difference in heating time was more linearly correlated to thickness for the birch chips. Pine chips of different thickness were also studied when the pressure inside the digester was allowed to build up, which showed that it is mainly thicker chips that have reduced heating time under such circumstances, as the thinner chips stop heating for a while when the steam condensates on colder surroundings. When comparing heartwood and sapwood chips, it was noted that the difference in heating time could be around 1 minute at most for pine, but only a few seconds for birch. This was most likely due to the pine heartwood and sapwood having distinct moisture contents, 25 % and 58 % respectively, while it was 41% and 42 % in birch heartwood and sapwood. Birch and pine chips wee also steamed together, however, the difference in heating time was only a few seconds on average. When comparing these experimental results with simulation data of the steaming of wood chips, it fit rather well when it came to the general heating time. However, the effect of increased moisture content had a much larger impact in the simulations, which predicted that more moist wood chips would need several minutes more steaming time, while the experiments only showed at difference of, at most, around 1 minute. When comparing with old experimental data, that has been the basis for the design of older steaming processes, it gave very distinct results, where the effect of thickness did not have as big of an impact as in the old data. No further comparison could be made, however, as the experimental conditions for the old experimental data were not known. Based on these results, it was noted that a steaming time of at least 5 minutes would be needed to ensure that even the largest and more moist chips could reach 100ᴼ C in this system. Finally, the condensate from the handmade birch and pine chips was analyzed. It revealed the presence of low molecular weight compounds like methanol, formic acid and acetic acid. Common metal ions were also present,although the amount of sodium ions clearly surpassed the rest. The pH of the pine condensate was measured and it was very high, which implies that the condensate was contaminated.
Basning av flis är ett viktigt steg inom kemisk massaindustri. Det avlägsnar luft från flisens insida vilket gör att impregneringen av luten blir bättre, vilket i sin tur leder till en jämnare kokning och färre rejekt. När basningen sker vid atmosfärstryck är det viktigt att flisen når en temperatur på 100ᴼ C, annars kommer det finna ett jämviktstillstånd där lite luft blir kvar på insidan. Att ha otillräckligt basad flis i en process skulle kunna orsaka stora problem när det gäller att nå önskade kappatal, eller att ha en önskad retentionstid i kokaren.Basningen görs på ett par olika sätt inom industrin, men det finns väldigt lite experimentell data tillgänglig angående flisens upvärmning, som skulle kunna användas när dessa system designas. De flesta vetenskapliga studier har fokuserat på luftborttagningen eller på förbättringar av impregneringssteget, medan de få studier som inkluderat mätningar av temperaturen ofta varit begränsade till ett slags trä, eller så har de inte inkluderat detaljer kring experimentet. Därför basades handgjorda flisbitar av björk och tall från Sverige i en ATEX-designad kokare med en ångjacka. Flisen hade termoelement inuti och temperaturen samt tiden kunde avläsas, vilket gjorde det möjligt att studera effekten av olika parametrar. Resultaten visade att det kunde skilja mer än en minut i uppvärmningstid mellan flisbitar av olika tjocklekar, både för tall och björk, även fast skillnaden i uppvärmningstid var mer linjärt relaterad till tjockleken för björkflisen. Tallflisen studerades också när trycket inuti kokar tilläts stiga vilket visade att det de tjockare flisbitarnas uppvärmningstid som kortas ned mest, eftersom de tunnare flisbitarna slutar värmas upp när ångan börjar kondensera på kallare ytor runt omkring. När flis av splintved och kärnved jämfördes visade det sig att skillnaden i uppvärmningstid kunde vara omkring 1 minut för tall, men endast ett par sekunder för björk. Detta beror troligtvis på att kärnveden och splintveden i tall hade stora skillnader i fukthalt, 25 % respektive 58 %, medan det för björk var 41 % och 42%. Björkflis och tallflis basades även tillsammans men det skillde bara ett fåtal sekunder i genomsnitt i uppvärmningstid. När den experimentella datan jämfördes med data från simuleringar visade det sig att de stämmer väl överens när det gäller uppvärmningstiden i allmänhet. Å andra sidan förutspådde simuleringsdatan att en ökad fukthalt skulle leda till flera minuters skillnad i uppvärmningstid, medan endast 1 minuts skillnad uppmättes. När jämförelser gjordes med gammal experimentell data som använts som grund för tidigare processers design, var resultaten ganska olika eftersom den gamla datan visade en större effekt av ökad tjocklek än den som uppmättes.Tyvärr kunde inte fler jämförelser göras eftersom detaljerna kring experimentet bakom den gamla datan inte var kända. Slutligen analyserades även kondensatet från de handgjorda flisbitarna av tall och björk. Det visade att det fanns små mängder av små polära organiska ämnen, såsom metanol, myrsyra och ättiksyra. Vanliga metalljoner detekterades också, där mängden natrium var klart större än övriga metalljoner. Tallkondensatets pH mättes och det visade sig vara väldigt högt, något som tyder på att det troligtvis var förorenat.

The characteristics of products made from pulp can be modified through different methods. If the pulp is refined either laboratory or industrially, the fibres in the pulp become more flexible and therefore creates stronger bonds to each other, which results in a final product with a higher strength. The refining process also causes the formation of small fibre pieces that are called fines, which also contribute to the increased strength. The major component in pulp is cellulose, which can be chemically modified to materials with changed properties. Periodate oxidation of cellulose results in dialdehyde cellulose that can be further reduced with sodium borohydride to obtain dialcohol cellulose, which is a material with a higher ductility compared to regular cellulose. In this thesis, different pulp compositions and their influence on the production of dialcohol cellulose (DALC) were investigated. The aim of the study was to find out how the ductility of paper sheets made from DALC were affected by the presence of fines in the pulp. Nine different pulp compositions were prepared for the modification: unrefined pulp, unrefined pulp with added fines, industrially refined pulp, dewatered industrially refined pulp, and pulp refined 1000, 3000, 5000, 10 000 and 15 000 revolutions with a PFI Mill. Paper sheets were made with a Rapid Köthen sheet former and the mechanical properties of the sheets were tested with a Zwick Roell tensile tester. The surface of the sheets were analyzed using a scanning electron microscope (SEM). The results obtained from the tensile tests showed that DALC made from unrefined pulp and DALC made from pulp highly refined with a PFI Mill, resulted in sheets with a high strain-at-break. For each increased degree of refining with the PFI Mill, the resulting DALC sheets showed an improved elongation and tensile strength. When DALC was produced from industrially refined pulp and from unrefined pulp with added fines, the resulting sheets had a lower strain-at-break. These findings indicate that the presence of fines in the pulp do have a negative effect on the ductility of the resulting DALC sheets.

Biodegradable polymers are emerging as a new solution to satisfy the increasing demand of greenenvironmentally friendly material. At the same time, the interest for lighter and stronger structures never stops growing. In this paper, we report the production steps to achieve cellulose nanofibrils (CNF) composite filaments via a new green synthesis route known as wet spinning. This new technique avoids the traditional harmful viscose process and produces biodegradable CNF filaments with interesting mechanical properties. This approach is then applied to produce never seen before composite CNF filaments using a three-layered head extruder. In order to obtain conductive filaments, PEDOT/PPS is successfully mixed with CNF to produce in-situ composite filaments. Scanning electron microscopy (SEM), atomic force measurements and tensile tests are employed to characterize the properties of the filaments.
Biologiskt nedbrytbara polymerer börjar framträda som en lösning för det ökade behovet avmiljövänliga material. Samtidigt så växer intresset för lättare och starkare strukturer. I denna rapport tar vi upp produktionsstegen för att uppnå nanofibril komposit cellulosa fibrer (CNF), med hjälp av en ny grön polymerisation mest känd som ”wet spinning”. Med denna nya teknik så behövs inte dem traditionella miljöfarliga viskosprocesserna och man producerar biologiskt nedbrytbara CNF filaments med intressanta mekaniska egenskaper. Denna metod appliceras sen för att producera en komposit som aldrig setts innan. CNF fibrer som består av tre lager ”head-extruder”. För att få fibrer med ledningsförmåga så mixas PEDOT/PPS med CNF för att producera ”in-situ komposit fibrer”. Svepelektronmikroskop (SEM), atomkraftsmikroskopi och töjningstester används för att karaktärisera egenskaperna av fibrerna.

Environmental issues are more and more present in our societies. Pollution engendered by plastic waste have drastically increased these past decades, causing several threats to the ecosystem. Therefore, the need of new biodegradable plastics to replace the actual petroleum-based ones is urgent. Cellulose could be a potential substitute since it is a biopolymer, abundant on Earth. However its properties have to be enhanced to be competitive towards actual plastics. The aim of the project is therefore to get a better understanding of cellulose-cellulose interactions. It focuses on the adhesion between cellulosic surfaces. Contact adhesion measurements have been performed on cellulose beads, with different treatments. All the beads had the same size and same concentration. Some of them were native whereas others were charged (600 µeq/g). Half of the native beads were surface modified with a starch coating or a Layer by Layer technique using cationic starch and an anionic polyelectrolyte (EXPN64 or FennoBond 85E). The project included preparation of the surface modified beads, pull-off tests, where load and position were recorded as a function of time, as well as measurements of the contact area. It was found that a higher energy was needed to separate charged and surface modified beads, especially the ones modified with EXPN 64, compared to native beads. The project have also shown that the types of beads influenced the contact area and the strength. However a trend was sometimes difficult to find. The data and results obtained in this project could be further re-used to enlarge the study field and investigate the influence of other parameters (size, concentration) on the adhesion of cellulose beads.
Miljöfrågor är mer och mer närvarande i våra samhällen. plastavfall har ökat drastiskt de senaste decennierna och orsakat flera hot mot ekosystemet. Därför är behovet av ny biologiskt nedbrytbar plast för att ersätta de petroleumbaserade brådskande. Cellulosa kan vara en potentiell ersättare eftersom det är en biopolymer. Emellertid måste dess egenskaper förbättras för att vara konkurrenskraftiga gentemot petroleumbaserad plast. Syftet med projektet är därför att bättre förstå cellulosa-cellulosa-interaktioner. Den fokuserar på vidhäftningen mellan cellulosaytor. Kontaktvidhäftningsmätningar har utförts på cellulosapärlor med olika behandlingar. Alla pärlor hade samma storlek och koncentration. Vissa av dem var naturliga medan andra laddades (600 µeq/g). Projektet inkluderade beredning av ytmodifierade pärlor, utdragningstester, där belastning och position registrerades som en funktion av tiden, samt mätningar av kontaktområdet. Det visade sig att högre energi behövdes för att separera laddade och ytmodifierade pärlor, särskilt de modifierade med EXPN 64, jämfört med tonativa pärlor. Projektet har också visat att typerna av pärlor påverkade kontaktområdet och styrkan. Men en trend var ibland svår att hitta. Uppgifterna och resultaten som erhållits i detta projekt kan vidare användas för att förstora studiefältet och undersöka påverkan av andra parametrar (storlek, koncentration) på vidhäftningen av cellulosapärlor.

For all kinds of paperboard packages, the bending stiffness of the paperboard is a crucial property. In multi-ply folding boxboard (FBB) grades, this is obtained by placing different stocks in the outer and centre plies of the board. In the outer plies, a stock with a high tensile stiffness is used, typically made from refined kraft pulp fibres. In the middle ply/plies a stock with more bulky properties is placed, typically comprising of a high proportion of CTMP (chemi-thermomechanical pulp). CTMP fibres are stiffer and more inflexible with poor bonding abilities resulting in low strength properties. To increase the bonding strength in the middle ply, broke, containing chemical pulp is added, and sometimes refined chemical kraft pulp as well. Both fibres and fines, i.e. smaller fibre fragments, in a pulp have a significant contribution to the properties of the product. Fines produced during refining of chemical pulp are especially beneficial for increasing the strength. To achieve pulp fraction with higher fines content the pulp can be fractionated with a micro-perforated screen basket; a fine fraction produced from a screen with very small holes will contain a large proportion of fines. By adding such a fine fraction to a middle ply stock, the bulk properties of the main pulp, for example a CTMP, can be conserved as less refining of this pulp is required to achieve the targeted strength properties. However, a drawback is that the fine fraction usually has a very low mass concentration after the screening process as a lot of water pass through the screen together with the fines and fibre fragments. The excess water must be removed to maintain the water balance of the papermaking process. Further, the larger volumes require extra pumping capacity. A resource-efficient production of a fine fraction must target a high fine fraction mass concentration and a high content of fines and short fibre fragments in order to be implemented industrially. The focus of the present work was on separation efficiency (i.e. the difference in fibre length distribution caused by screening) and process efficiency (i.e. the concentration of the fine fraction) for production of a fine fraction of chemical pulp by screening, and the utilisation of the fine fraction as strength agent. Pilot-scale fractionation trials with a pressure screen with different microperforated screen baskets were performed in order to evaluate how the separation efficiency and process efficiency were affected by parameters such as feed concentration, pulp type (hardwood or softwood kraft pulp), hole size of the screen, and refining treatment prior to screening. The trials were evaluated using fibre length distributions, flow rates and concentrations of viii the feed flow and the fractions. Here, two complementary quantitative measures, Proportion in fine fraction (for process efficiency) and Fine fraction enrichment (for separation efficiency), were developed. To evaluate the strength enhancing effect of the obtained fine fraction, a lab scale study was performed where the fine fraction of a highly refined pulp was compared with the highly refined pulp as strength agent for a CTMP. The results of this study were verified in a pilot paper machine trial. In a second pilot paper machine trial, sheets with different CTMP proportions in the middle ply were studied in order to find out if the bulk could be increased while maintaining strength, by using a fine fraction made from refined chemical pulp. Regarding process efficiency, it was found that the most important parameter to obtain a high fine fraction concentration was a high feed concentration. Further, a higher fine fraction concentration for a given screening process was also obtained when using hardwood pulp and refining the pulp prior to the screening process. A higher feed concentration also had a positive effect on the separation efficiency. Small holes and a smooth surface of the screen basket were also important to improve the separation efficiency. It was shown that, when used as a strength agent in a CTMP pulp, the fine fraction of highly refined kraft pulp was twice as efficient as the highly refined kraft pulp, when added at equal mass proportion. However, both in the lab and pilot trial the strength increase was accompanied by a decreased bulk. This was expected, and to avoid this the proportion of the bulky CTMP had to be increased. The pilot paper machine trial with an increased CTMP proportion in the middle ply and a fine fraction of refined kraft pulp as strength agent demonstrated that it was possible to produce sheets with an increased bulk and maintained z-strength.
Böjstyvheten är en viktig egenskap för alla sorters hårda förpackningar. I flerskiktskartong får man böjstyvhet genom att ha ytterskikt med hög dragstyvhet tillverkade av fibrer från kemisk massa och ett mittskikt med hög bulk från styva fibrer, ofta med en stor andel CTMP (kemitermomekanisk massa). CTMP-fibrer är styva men ger lägre styrka i arket. För att öka styrkan i mittskiktet tillsätter man utskott (kasserad kartong) som delvis innehåller kemisk massa, och ibland även ren högmald kemisk massa. Både fibrer och finmaterial (fines) har stor betydelse för slutproduktens egenskaper. Fines som skapas vid malning av kemisk massa är särskilt effektiva för att öka styrkan. Genom att fraktionera massa med en mikroperforerad sil kan man få en finfraktion med högt finesinnehåll. Mikroperforerade silar är effektiva för längdfraktionering av massa; fines anrikas i den fraktionen som passerar silen medan långa fibrer stannar i den andra fraktionen. Genom att använda en sådan finfraktion i mittskiktet kan man få tillräcklig styrka och samtidigt behålla mer av bulken från CTMP:n genom att man inte behöver mala den för att få styrka. En nackdel är att finfraktionen vanligtvis har väldigt låg masskoncentration eftersom mycket vatten passerar silen tillsammans med fines och fiberfragment. Detta extra vatten måste tas bort för att vattenbalansen i papperstillverkningsprocessen ska bibehållas. Dessutom kräver den större volymen ökad pumpkapacitet. För att kunna använda en finfraktion industriellt behövs en effektiv produktion med hög koncentration och högt finesinnehåll. Fokus i det här arbetet lades på separationseffektivitet (skillnaden i fiberlängdsfördelning som resultat av silningen) och processeffektivitet (koncentrationen i finfraktionen) för tillverkning av en finfraktion av kemisk massa genom silning samt dess utnyttjande som styrkehöjande tillsats i ett mittskikt av kartong. För att utvärdera hur separationseffektiviteten och processeffektiviteten påverkas av parametrar som koncentrationen i flödet in till silen, typ av kemisk massa (gjord av lövved eller barrved), hålstorlek i silen samt malningen av massan, gjordes fraktioneringsförsök i pilotskala med en trycksil med olika mikroperforerade silkorgar. Resultatet av fraktioneringen utvärderades med hjälp av fiberlängdsfördelningar, flöden och koncentrationer i flödet till silen och de två fraktionerna efter silen. För utvärderingen togs två olika utvärderingsmetoder fram: Proportion i finfraktionen (för processeffektivitet) och Finfraktionsanrikning (för x separationseffektivitet). För att utvärdera hur effektiv en finfraktion av kemisk massa var som styrkeadditiv i ett CTMP-ark gjordes labbförsök där tillsats av högmald kemisk massa jämfördes med tillsats av enbart en finfraktion av den högmalda kemiska massan. Resultaten verifierades med ett försök på en pilotpappersmaskin. I ett följande försök på pilotpappersmaskinen tillverkades ark med ökat CTMP-innehåll för att öka bulken, och med en tillsats av en finfraktion av kemisk massa som styrkeadditiv. När det gäller processeffektivitet var hög koncentration i flödet till silen den viktigaste parametern för att få hög koncentration på finfraktionen. Detta var också positivt för separationseffektiviteten, färre av de längre partiklarna hamnade i finfraktionen. Vidare blev finfraktionens koncentration högre för lövvedsmassa. En finfraktion som ska användas som styrkeadditiv ska vara tillverkad av mald massa, malning av massan var också fördelaktigt för finfraktionens koncentration. Små hål och en slät yta på silkorgen var också positivt för separationseffektiviteten. Som styrkeadditiv i CTMP var finfraktionen av högmald kemisk massa dubbelt så effektiv som den högmalda kemiska massan vid lika stor tillsats. Men i både labbförsök och pilotförsök minskade bulken när styrkan ökade. Det var väntat eftersom att ersätta en del av originalmassan som har hög bulk, med en finfraktion eller högmald massa, som båda har mycket lägre bulk, alltid minskar bulken på arket. För att undvika en bulkförlust måste massasammansättningen i arket ändras. Försöket på pilotpappersmaskinen med ökat CTMP innehåll och en finfraktion av mald kemisk massa som styrkeadditiv visade att det är möjligt att tillverka ett ark med högre bulk och bibehållen styrka.

Paper-based materials, such as paperboard, are commonly used as packaging materials. Inaddition to the advantage that wood as a raw material is renewable, there are also many otherbenefits of paperboard. From a mechanical point of view, paperboard has a high bendingstiffness compared to its relatively low weight and has a high foldability, which both areproperties of significance in the design of packages. However, a distinct drawback withpaperboard is its significant sensitivity to moisture. The moisture reduces the mechanicalproperties of the paperboard and consequently reduces the performance of the package. Thisthesis is starting with an investigation of the relation between moisture and differentmechanical properties on a continuum material level, and then these relations are applied onthe packaging design level through experimental testing and simulations. In Paper A, a material characterization was performed on a series of five paperboards withdifferent grammages from the same producer. Five types of mechanical tests to characterizethe paperboards’ material properties were performed: • In-plane tensile test, • Out-of-plane tensile test, • Short-span Compression Test (SCT), • Bending stiffness test, • Double-notch shear test. All tests were performed at several levels of relative humidity (RH). Linear relations betweenthe mechanical properties normalized with their respective value at 50 % RH and moistureratio were found. Paper B examined whether the linear relationships discovered in Paper A are true also forother paperboard series as well. Therefore, 15 paperboards from four producers wereinvestigated in this study, at the same levels of RH as before. Here, the in-plane stiffnessesand strengths and SCT-values were evaluated as a function of moisture. When also themoisture ratios in the investigated paperboards were normalized, it turned out that allpaperboards followed the same linear relationship between normalized mechanical propertyand normalized moisture ratio. Additionally, a bilinear elastic-plastic in-plane model wasdeveloped, that can predict the stress-strain relation of an arbitrary paperboard at an arbitrarymoisture level, and without requiring any mechanical testing except at standard condition(50% RH, 23 °C). In Paper C, this relation was used to estimate input material parameters for simulating a BoxCompression Test (BCT) at different moisture levels. The result showed that it was possibleto accurately predict the load-compression curve of a BCT when moisture was accountedfor.
Som förpackningsmaterial betraktat är pappersbaserade material, som exempelvis kartong,väldigt intressanta material. Utöver att råvaran trä är förnyelsebar finns även många andrafördelar med kartong. Ur ett mekaniskt perspektiv är kartong exempelvis väldigt styv iförhållande till sin vikt och har generellt väldigt hög vikbarhet, vilket båda är egenskaper somlämpar sig väl för en förpackning. En klar nackdel med kartong är dess känslighet för fukt.Fukten reducerar kartongens mekaniska egenskaper, vilket följaktligen leder till attförpackningens prestanda försämras. I den här licentiatavhandlingen undersöktes initialtsambanden mellan fukt och mekaniska egenskaper på materialnivå, för att sedan överförasambanden till förpackningsnivå genom experimentell provning och simuleringar. I Artikel A utfördes en materialkaraktärisering på en kartongserie innehållande femkartonger med varierande ytvikter från samma tillverkare. Fem typer av mekaniska provgenomfördes för att karaktärisera kartongernas respektive materialegenskaper: • Dragprov (i planet), • Dragprov (ut ur planet), • Korta kompressionsprov (SCT), • Böjstyvhetsprov, • Skjuvprofilsprov. Samtliga prov utfördes vid flera olika nivåer av relativ fuktighet (RH). Linjära relationermellan mekanisk egenskap normerad med motsvarande värde vid 50 % RH och fuktnoterades. I Artikel B undersöktes huruvida de linjära sambanden som upptäcktes i Artikel A stämmeräven för andra kartongserier. 15 kartonger från fyra producenter undersöktes därför i dennastudie vid samma fukthalter som tidigare. I den här studien undersöktes endast dragprov iplanet, samt SCT. När även fuktkvoterna i de undersökta kartongerna normerades visade detsig att alla kartonger följde samma linjära relation mellan normerad mekanisk egenskap ochnormerat fuktinnehåll. Utöver detta utvecklades en bilinjär elastisk-plastisk i-planet-modellsom kan prediktera en godtycklig kartongs spännings-töjningsförhållande för godtyckligfuktnivå, utan att någon mekanisk provning utöver standardklimat (50 % RH, 23 °C) behöver genomföras. I Artikel C utnyttjades det linjära sambandet mellan mekanisk egenskap och fuktkvot genomatt prediktera de ingående materialegenskaperna som användes vid simuleringar avboxkompressionsprovning vid olika fuktnivåer. Simuleringarna jämfördes med experimentellprovning och visade sig kunna prediktera experimentella resultat vid olika fukthalter bra.

För att förbättra företags energieffektivisering tillkom det 2014 en lag på att utföra energikartläggningar på företag som har mer än 250 personer anställda och som har en årsomsättning på över 50 miljoner euro, eller över 43 miljoner i balansomslutning. Nymölla bruk innefattas av denna lag och måste därmed utföra energikartläggning vart fjärde år och rapportera till energimyndigheten. Denna lagen utgör syftet för detta examensarbete som utgår från att genomföra en energikartläggning på pappersmaskin 2 inom Nymölla Bruk.  I förtorken evaporeras det  vatten från pappret med gramvikten 120g/m2 och  med gramvikten 80g/m2 . Den troliga anledningen till att det kan evaporera mer vatten från pappret i den lägre gramvikten är att pappret körs genom maskinen i en högre hastighet. Hastigheten för 120 g/m2 är 9,67 m/s och för 80 g/m2 är hastigheten 17,22 m/s. Den evaporerande skillnaden mellan gramvikterna kan även ses i eftertorken. Massflödet för punkt 20 vilket är vid frånluftsfläkten enligt bild 9 på sidan 25 i rapporten kunde inte redovisas på grund av att det inte sitter en mätare på plats, samt att beräkningar för att ta fram massflödet inte fungerade då fläktdiagrammet från fläkttillverkarna troligen inte stämmer överens med fläkten som mätningarna gjordes på.  För att kunna göra en fullständig energikartläggning på denna maskin angående ånga, kondensat och processventilation behövs det att massflödet för punkt 20 kan redovisas. Utan detta massflöde kan en balans över hur mycket som läcker in i förtorken inte fastställas, vilket medför att energianvändningen som krävs för att värma upp denna luft med ånga inte kan redovisas. Därmed borde fortsatta studie göras för att kunna genomföra en fullständig energikartläggning.
In order to improve the company's energy efficiency, a international law in 2014 was introduced to carry out energy surveys on companies with more than 250 employees, with annual income of more than 50 million euros, or over 43 million in total assets. Nymölla Bruk are included in this law and must therefore carry out energy mapping every four years and report it to the Swedish energy department. This law is the purpose for this degree project based to carrying out an energy survey on paper machine 2 in Nymölla Bruk. In the desiccator, 8.89 kg/s of water is evacuated from the paper with a gram weight of 120g/m2 and 10.45 kg/s with a gram weight of 80g/m2. The likely reason that it can evaporate more water from the paper in the lower grammage is that the paper is driven through the machine at a higher rate. The paper machine can produce 120g/m2 paper at a speed of 9.67 m/s and 80g/m2 paper at a speed of 12.22 m/s. The evaporating difference between gram weights can also be seen in the aftermath. The mass flow for point 20 which is at the exhaust air fan as shown in Figure 9 on page 25 of the report could not be reported due to the absence of a meter in place, and calculations for producing the mass flow did not work when the fan diagram from the fan manufacturers probably did not match the fan on which the measurements were made. In order to make an complete energy examination on this machine in regard of steam, condensate and process ventilation, it is necessary that the mass flow for point 20 can be known. The balance of the leakage into the dryer can not be determined without mass flow variable, making the energy consumption required to heat the air with steam impossible to calculate. Therefore, a further study should be done to carry out for making an complete energy examination.

This thesis explores how to use the dry nanoporous structure of cellulosic fibres in new types of composite materials. A large effort was also given on how to correctly characterize the structure of fibres where the wet structure has been preserved also in the dry state. Delignified wood fibres have an open fibrillar structure in their water-swollen state. In the present work, this open fibrillar structure was preserved in the dry state by performing a liquid exchange procedure and the samples were thereafter carefully dried with Ar(g). The samples of never-dried TEMPO-oxidized dissolving pulp had a specific surface area of 130 m2/g in the dry state, as measured using the Brunauer, Emmet, and Teller (BET) Nitrogen gas adsorption method. This open structure was also revealed using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The water-swollen and dry open structures were thoroughly characterized for various pulps. A new method for determining the pore size of water-swollen delignified cellulosic fibres is presented. By combining the results from solid state nuclear magnetic resonance NMR, measuring the specific surface area [m2/g] in the water-swollen state, with fibre saturation point (FSP), measuring the pore volume of fibres in water-swollen state [mass water/mass fibre], the average pore size can be determined without the need of assuming a certain pore geometry. The dry nanoporous structure was then used as a scaffold for in-situ polymerization, to demonstrate how the properties of the fibrils in the fibre wall can be exploited without the need to disintegrate the fibre wall. Both poly(methylmethacrylate) (PMMA) and poly(butylacrylate) (PBA) were successfully used as the polymeric matrix, and both nanocomposites (i.e., fibre/PMMA and fibre/PBA) had a fibre content of approximately 20 w%. The structure of the composites was characterized using SEM and Atomic Force Microscopy (AFM) operated in the phase imaging mode. The AFM results indicate that the cellulose aggregates and polymeric matrix were successfully mixed on a nanoscale, creating a nanocomposite of interpenetrating polymer molecules and cellulose fibrils, rather than a microcomposite, when using microscopic cellulose fibres. The water absorption capacity of the nanocomposites was reduced significantly, indicating that almost all nanopores in the fibre wall were successfully filled with matrix polymer. The mechanical properties were investigated, showing the importance of nanosized reinforcement compared to fibres of micrometer size.

QC 20121011