HULLÁMPAPÍRLEMEZHEZ HASZNÁLT ALAPPAPÍROK TÍPUSÁNAK AZONOSÍTÁSA KÉMIAI ANALITIKAI MÓDSZERREL Tóth Barnabás és Kalász Ádám 1
Hullámpapírlemez alkalmazási területe Hullámpapír csomagolás az ipar szinte valamennyi ágazatában jelen van. Dobozok, tálcák, lemezek, szállítási kiegészítők (él védő) 2
Hullámpapírlemez felépítése Hullámgerinc a hullámosított alkotórész sima papírréteggel érintkező felülete. Hullámosztáson a hullámosított papírréteg azonos oldalán, két szomszédos hullámgerinc között mm-ben mért távolságot értjük t hullámosztás h hullámmagasság A hullámmagasság a hullámosított papírréteg hullámgerincekkel határolt oldalai között a mm-ben mért távolság (amely hullámprofilonként változik) 3
Hullámpapírlemez fajtái A rétegek száma szerint megkülönböztetjük: Hullámprofil szerint: 4
Hullámpapírlemez gyártása Hullámosított papírréteg (hullám-éleire) egy másik sima (fedő) papírréteget ragasztunk. A végtermék lemezvastagsága függ alapanyagok vastagságától és a feldolgozási technológiától. A gyártásához különféle ALAPPAPÍROKAT használnak fel. Ezek meghatározzák a minőségét a végterméknek. 5 Előadó: Dr. Minta Katalin egyetemi docens
Főbb alappapír típusok Kraft, Testliner, Wellenstoff, Schrenz 6
Az alappapírok azonosítása 1. Négyzetméter tömeg alapján Pl. Kraft 135 2. Egyéb mechanikai vizsgálatokkal Pl. ECT, SCT 3. Empirikus módszerek 7
Új vizsgálati módszer bevezetésének indokoltsága Nem megbízhatóak az eddigi módszerek, nincsenek besorolható adataink az alappapírok minőségére és fajtájára nézve( összetétele,cellulóz rostok stb.) Kis különbségek ( TL1, TL2, TL3) Mechanikai szerkezetük nem ismert az alappapíroknak. 8
A termikus analízis A termikus analízis olyan technikák csoportja, melyekkel a minta valamely fizikai-kémiai sajátságának változását mérjük a hőmérséklet függvényében. A minta hőmérsékletét szabályozott hőmérséklet program szerint változtatjuk. 9
A DSC technika alapjai DSC módszerrel a minta és a referencia (üres tégely) közötti hőáram-különbséget mérjük a hőmérsékletprogram során (fűtés, hűtés, izoterm mérések) A hő áram különbségeket okoz: 1. A minta hőkapacitása a hőmérséklet növelésével növekszik. 2. Átalakulások játszódnak le a mintában. 10
A vizsgálat menete A hullámpapírlemezhez használt alappapírokat 30 C-ról egészen 200 C-ig fűtöttem fel, 10 K/perces léptékkel. Hőleadás és csúcsértékek vizsgálata.( Fontos, hogy a papír ne égjen el, mert akkor a szén befolyásolja a vizsgálatot.) 120 μl tégelyek használata 11 Előadó: Dr. Minta Katalin egyetemi docens
HeatFlow (mw) Kraft 135 Exo -0.6-0.8-1 -1.2-1.4-1.6-1.8-2 -2.2-2.4-2.6-2.8-3 -3.2 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Temperature ( C) Heat : 38.009 (J/g) T : 73.94 and 148.66 ( C) t : 576.0 and 1,472.8 (s) Peak Maximum : 99.397 ( C) / 882.6 (s) Peak Height : -0.587 (mw) Onset : 78.291 ( C) / 628.522 (s) Offset : 127.783 ( C) / 1,223.083 (s) Baseline Type : Linear A vizsgálathoz használt papírfajta Mért értékek típus [g/m2] verzió T-csúcs [Celsius] Heatflow [mw] Heat [J/g] m [mg] Kraftliner 135 2ver (20140401) 99,39-3,1 38,009 7 Kraftliner 135 1ver(20140311) 93,14-2 15,274 4 Kraftliner 135 3ver (20140401) 103,75-3,7 63,034 8,4 Átlag 98,76-2,93 38,7723333 6,4666667 Szórás 4,37 0,86 23,8891483 2,247962 160 170 180 190 200 12
HeatFlow (mw) Kraft 300 Exo -0.8-1 -1.2-1.4-1.6-1.8-2 -2.2-2.4-2.6-2.8-3 -3.2 Heat : 50.946 (J/g) T : 73.88 and 153.19 ( C) t : 576.2 and 1,527.8 (s) Peak Maximum : 104.959 ( C) / 950.2 (s) Peak Height : -0.618 (mw) Onset :! /! Offset : 146.879 ( C) / 1,452.34 (s) Baseline Type : Linear 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Temperature ( C) A vizsgálathoz használt papírfajta Mért értékek típus [g/m2] verzió T-csúcs [Celsius] Heatflow [mw] Heat [J/g] m [mg] Kraftliner 300 3ver(20140331) 104,96-3,25 50,946 6,1 Kraftliner 300 2ver(20140311) 100,63-3,2 31,533 7,2 Kraftliner 300 1ver (20140331) 96,07-3,15 19,614 5,1 Átlag 100,55-3,2 34,031 6,13333 Szórása 4,44 0,05 15,8146628 1,0504 160 170 180 190 200 13 Előadó: Dr. Minta Katalin egyetemi docens
Cellulózok vizsgálata Feltételeztük, hogy a különbözőséget a cellulóz minősége és mennyisége határozza meg a vizsgálat során. 14
HeatFlow (mw) HeatFlow (mw) Szulfit lombos és Szulfit fenyő vizsgálata -0.75-1 -1.25-1.5-1.75-2 -2.25 Heat : 41.353 (J/g) T : 73.78 and 148.34 ( C) t : 574.4 and 1,469.4 (s) Peak Maximum : 101.736 ( C) / 911.2 (s) Peak Height : -0.6 (mw) Onset : 79.619 ( C) / 644.854 (s) Offset : 114.524 ( C) / 1,064.512 (s) Baseline Type : Linear -0.8-1 -1.2-1.4-1.6-1.8-2 -2.2-2.4 Heat : 49.329 (J/g) T : 68.51 and 148.97 ( C) t : 511.0 and 1,476.6 (s) Peak Maximum : 94.899 ( C) / 828.8 (s) Peak Height : -0.659 (mw) Onset : 69.415 ( C) / 521.849 (s) Offset : 111.325 ( C) / 1,026.139 (s) Baseline Type : Linear Exo -2.5-2.75 Exo -2.6-2.8-3 -3-3.2 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Temperature ( C) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Temperature ( C) 15 Előadó: Dr. Minta Katalin egyetemi docens
HeatFlow (mw) HeatFlow (mw) Kraft 300 és Szulfit Lombos -0.8-1 -1.2-1.4-1.6-1.8-2 -2.2-2.4-2.6-2.8 Heat : 50.946 (J/g) T : 73.88 and 153.19 ( C) t : 576.2 and 1,527.8 (s) Peak Maximum : 104.959 ( C) / 950.2 (s) Peak Height : -0.618 (mw) Onset :! /! Offset : 146.879 ( C) / 1,452.34 (s) Baseline Type : Linear -0.75-1 -1.25-1.5-1.75-2 -2.25-2.5 Heat : 41.353 (J/g) T : 73.78 and 148.34 ( C) t : 574.4 and 1,469.4 (s) Peak Maximum : 101.736 ( C) / 911.2 (s) Peak Height : -0.6 (mw) Onset : 79.619 ( C) / 644.854 (s) Offset : 114.524 ( C) / 1,064.512 (s) Baseline Type : Linear Exo -3 Exo -2.75-3.2-3 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Temperature ( C) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Temperature ( C) A vizsgálathoz használt papírfajta Mért értékek típus [g/m2] verzió T-csúcs [Celsius] Heatflow [mw] Heat [J/g] m [mg] Kraftliner 300 3ver(20140331) 104,96-3,25 50,946 6,1 Kraftliner 300 2ver(20140311) 100,63-3,2 31,533 7,2 Kraftliner 300 1ver (20140331) 96,07-3,15 19,614 5,1 Átlag 100,55-3,2 34,031 6,13333 Szórása 4,44 0,05 15,8146628 1,0504 Szulfit lombos 1ver 101,74-3,00 41,353 6,5 16
Hőáramlás[mW] Hőáramlás[mW] Összegzés Jól elkülöníthető eredmények! Azonosítása és besorolása így egyszerűvé válhat! Ellenőrizhetővé válik az előírt minőség és alapanyag! 0-1 -2-3 -4-5 -6 A Testliner és Kraftliner típusú papír összehasonlítása Hőmérséklet [ C] 40 65 90 115 140 97 C -2,15 mw 96,5 C -2,25 mw 93,87 C -3,18mW 109,49 C -4,42mW 111,13 C -5,06mW 110,68 C -5,61mW Testliner 170 Kraftliner 200 0-1 -2-3 -4-5 -6 A Kraftliner és Schrenz típusú papír összehasonlítása Hőmérséklet [ C] 30 60 90 100,36 C 120-2,08mW 92,58 C -2,75mW 103,15 C -3,16mW 110,68 C -5,61mW 109,49 C -4,42mW 111,13 C -5,06mW Kraftliner 200 Schrenz 100 17
Jövőbeli célok Több mérés végzése a szórások csökkentése végett A cellulóz rostok alaposabb vizsgálata különböző módszerekkel Mikroszkópos vizsgálat Adalékanyagok azonosítása, mérése 18