University of Oulu

Online-topografiamittauksen hyödyntäminen LWC-paperikoneella

Saved in:
Author: Seppänen, Juho1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Technology, Department of Process and Environmental Engineering, Process Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 2.8 MB)
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201305291351
Language: Finnish
Published: Oulu : J. Seppänen, 2013
Publish Date: 2013-06-24
Physical Description: 99 p.
Thesis type: Master's thesis (tech)
Tutor: Niinimäki, Jouko
Reviewer: Niinimäki, Jouko
Hautamäki, Jukka
Description:

Tiivistelmä

Tämän diplomityön aiheena oli tutkia Metso IQ Surface -mittausjärjestelmän soveltuvuutta LWC-paperikoneella sekä parantaa LWC-paperin sileyttä syväpainoon soveltuvammaksi. Pääkohteena mittauksessa olivat mittarin antamat karheus- sekä sileys-indeksit, joita verrattiin laboratorio arvoihin eli pohjapaperin bendtsen-karheuteen sekä lopputuotteen PPS-sileyteen.

Metso IQ Surface -mittausjärjestelmä mittaa liikkuvan paperin laatua ottamalla 3D -kuvia paperin pinnasta ja analysoimalla niitä. Kuvattava pinta valaistaan usealla led-viistovalolla eri kulmista kameran ympäriltä. Kuvan varjostumien avulla fotometrinen stereo-menetelmä tuottaa paperin pinnan gradienttikentät. Pinnan topografia tuotetaan puolestaan integroimalla gradienttikenttiä. Pinnan topografian avulla paperille voidaan laskea joukko muita pinnan rakennetta kuvaavia piirteitä.

Mittaus osoitti hyvää korrelaatiota bendtsen-karheuteen pohjapaperissa. Myös lopputuotteen osalta mittaus havaitsi oikein sileyden muutokset. Lopputuotteen sileyden osalta korrelaatio oli hyvä, mutta vähäisten mittauspisteiden vuoksi tulosta ei voida pitää yhtä merkittävänä. Mittaus korreloi myös hyvin hiokkeen annostelun freenes arvosta johtuvaan karheus vaihteluun noin kahden vuorokaudenkin ajanjaksoissa. Topografiamittaus havaitsi jo pohjapaperissa muutoksen, joka näkyi myös lopputuotteen sileyden paranemisena.

Tämän diplomityön kirjallisuusosassa käsitellään LWC-paperintekoprosessia sen pääpiirteissään. Esille on tuotu asioita, jotka voivat vaikuttavat paperinpinnan topografiaan. Syväpainoprosessia on esitelty kirjallisen osuuden lopussa.

Kokeellisessa osassa suoritettiin paperikoneella seuraavat koeajot: formeritelan alipainemuutos, teränvaihto päällystyskoneella sekä superkalanterin ajonopeus koeajot.

Formeritelan alipainemuutos pienempään sekä päällystyskoneen teränvaihto koeajot tuottivat parempaa sileyttä lopputuotteelle. Myös superkalanterin ajonopeuden laskulla oli positiivinen vaikutus lopputuotteen sileyteen. Parempi sileys johti parempiin syväpainotuloksiin kaikissa muissa paitsi teränvaihtokoeajossa.

see all

Utilizing Online Topography Measurement on LWC-papermachine

Abstract

The topic of this master thesis was to study the suitability of Metso IQ Surface measurement on a LWC-papermachine and also improve the smoothness of LWC-paper to more suitable for rotogravure printing. The main targets of the study were the smoothness and roughness indexes given by the Metso IQ Surface measuring. These indexes were compared to the laboratory values of bendtsen roughness and PPS smoothness.

Metso IQ Surface measurement measures the surface quality of a moving paper sheet by using high-speed image capture and image analysis technology. The illumination of the measured area is done with several LED flash lights from different directions around the camera. Surface topography measurement is based on photometric stereo method. Photometric stereo method provides surface gradient fields using shading information. Surface topography is obtained by integrating the gradient fields. Using this topography information roughness and smoothness indexes can be calculated.

The Topography Measurement proved good correlation with laboratory bendtsen roughness on base paper. Also correlation between the PPS smoothness and smoothness index given by the measurement was good, but with small number of measure points, the result can’t be relevant. The Topography Measurement also showed good correlation to roughness variation which was caused by freeness of pulp dosage. The Measurement noticed change on a base paper which led up to better smoothness of the end product.

This theory part of master thesis deals with main processes of making LWC-paper. Also some key elements that may affect the topography of paper surface during the process are drawn attention. The rotogravure printing process is demonstrated at the end of the theory part.

In the experimental part following trial runs were produced on the papermachine: former roll vacuum trial, blade exchange of couter trial and driving speed trials of supercalander.

Turning down the former roll’s vacuum and exchange of the blade on the couter showed better smoothness of the end product. Also lowering the speed of the supercalander improved the smoothness. The better smoothness led up to better rotogravure printing result in all other cases but not in the blade exchange of couter trial.

see all

Subjects:
Copyright information: © Juho Seppänen, 2013. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.