Karaktärisering av massorna

Karaktäriseringen av massorna utfördes i fibertester för att erhålla information om fiberfördelningen samt längd-och breddfördelningen i massorna. Fibrernas längd (Figur 9), bredd (Figur 10) och finmaterialinnehållet (Figur 11) ses nedan. Massaprovningar för att erhålla fibrernas svällningsgrad och avvattningsförmåga utfördes på alla massor. SR-talen och WRV-värden ses i Tabell 3.

Från Figur 9 ses att EBK/Uruguay och THBK/Indonesien hade kortare fiberlängd samt högre finmaterial (Figur 11). När fibrer är korta och finmaterialandelen hög kommer avvattningen av massorna bli allt tuffare, vilket även ges av SR-talen, som var höga för THBK/Indonesien och EBK/Uruguay. Ses i Tabell 3.

Figur 9. Fibrernas längd för de 3 kortfibriga lövvedsmassorna och 3 långfibriga barrvedsmassorna.

Figur 10. Fibrernas bredd för de 3 kortfibriga lövvedsmassorna och 3 långfibriga barrvedsmassorna.

0,87

0,64 0,59

2,01

1,83

2,27

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50

Fiberlängd [mm]

20,9

18,1 16,6

27,3 29,2 32,4

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0

Fiberbredd [µm]

Figur 11. Finmaterialinnehållet i de 3 kortfibriga lövvedsmassorna och 3 långfibriga barrvedsmassorna.

Tabell 3. WRV-värden och SR-talen för de 3 kortfibriga lövvedsmassorna och 3 långfibriga barrvedsmassorna.

Coarseness för de olika fibrerna ses i Figur 12. Barrvedsmassorna fick en hög coarseness och lövvedsmassorna en låg coarseness. Barrveden har tjockväggiga fibrer, därför bör de ha en hög coarseness och vice versa. Skillnaden mellan NBSK/Kanada och NBSK/Finland är marginell medan SBSK/USA erhåller högre coarseness. SBSK/USA hade förmodligen mycket tjockare fiberväggar än de andra barrvedsfibrerna.

6,4

10,3

9,2

6,6 6,9 6,1

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0

Finmaterialandel [%]

Massa SR-tal WRV-Värde

NBSK/Finland 14,1 1,04

NBSK/Kanada 14,4 1,05

SBSK/USA 12,2 0,98

THBK/Indonesien 19,0 1,01

NBHK/Finland 15,5 0,99

EBK/Uruguay 17,9 1,03

Figur 12. Fibrernas coarseness för de 3 kortfibriga lövvedsmassorna och 3 långfibriga barrvedsmassorna.

6.2.2 Mekaniska egenskaper

Dragindex för barrved ses i Figur 13 och lövved ses i Figur 14. Alla figurer för de mekaniska egenskaperna har presenterats med felstaplar i form av standardavvikelse.

Som ses i Figur 13 och Figur 14 har dragindex ett ytviktsberoende som verkar minskas med ökande ytvikt. Det är speciellt tydligt att lövvedsarkens dragindex når en platå vid 45 g/m². För barrvedfibrerna erhölls ingen markant platå och det är svårt att säga om platåvärde nås, eftersom inga mätningar utfördes över 60 g/m².

Relativa skillnaderna var tydliga för barrveden när ytvikterna succesivt minskades. Kanada-och NBSK/Finland får högst dragindex, SBSK/USA lägst. Skillnaderna kvarstod även vid lägre ytvikter.

Skillnaderna beror främst på fiberegenskaperna. NBSK/Kanada hade långa fibrer, mindre bredd och något lägre coarseness vilket gör fibrerna mer flexibla och starkare. NBSK/Finland hade en liknande trend fast med något kortare och bredare fibrer. SBSK/USA hade längst fibrer men högst coarseness som gör fibrerna mindre flexibla vilket ger lägre styrka. [20]

Figur 13. Dragindex mot ytvikt för de olika barrvedsarken.

133,4

För lövvedsarken kvartstår de relativa skillnaderna ned till 15 g/m² sedan är det svårt att avgöra skillnaderna som eventuellt sker mellan dem. Att NBHK/Finland hade högst styrka kan hänvisas till dess långa fibrer, följt av EBK/Uruguay som har kortare fibrer. Kortast fibrer hade THBK/Indonesien som även erhåller lägst dragindex.

Figur 14. Dragindex mot ytvikt för de olika lövvedsarken.

Från dragprovning erhölls även brottöjningen, dragstyvheten och brottarbetet, åskådliggörs i Figur 15 och Figur 16 för de olika arken. I stort följer barrvedsegenskaperna de för dragindex, och massorna kommer i rangordningen NBSK/Kanada, NBSK/Finland och SBSK/USA. Generellt uppvisade barrveden högre brottöjning än lövveden.

0 5 10 15 20 25 30 35

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Dragindex [Nm/g]

Ytvikt [g/m²]

NBHK/Finland EBK/Uruguay

THBK/Indonesien

Figur 15. Brottöjning, brottarbetsindex och dragstyvhetsindex för barrvedsarken.

Intressant är dragstyvhetsindexkurvorna för lövvedsarken. NBHK/Finland får en signifikant högre dragstyvhet än både THBK/Indonesien och EBK/Uruguay. Arket fick något lägre brottöjning än EBK/Uruguay men högre dragindex än samtliga lövvedsmassor. Eftersom dragstyvheten är den initiala lutningen för kurvan som ges av kraft mot töjningen så kommer NBHK/Finland få en ordentlig lutning.

Brottöjningen för NBHK/Finland ses i Figur 16 och dragindex ses i Figur 14.

0

Figur 16. Brottöjning, brottarbetsindex och dragstyvhetsindex för lövvedsark

Ark av alla ytvikter testades i en Ball Burst Strength. Resultaten ses i Figur 17 och Figur 18. I Figur 17 och Figur 18 ses att barrvedsarken klarade av en betydligt högre kraft än lövvedsarken. Barrvedsarken fick dock en rejäl minskning i ball burst strength (indexerat) över 30 g/m² medan lövvedsarken ökade och nådde en platå vid 45 g/m².

Bull Burst Strength-metoden utför ett rivrelaterat brott. Anledningen varför lövvedsarken har betydligt lägre rivindex än barrveden beror på fibrerna, speciellt då bindningsgraden är låg. Vid lägre ytvikter är

0

bindningsgraden låg och då sägs det att fibrerna dras ut ur strukturen utan att gå av när en rivning sker. Energin som åtgår då rivningen sker på ark med låga ytvikter bestäms då av fibrernas längd och hur många bindningspunkter det finns [7]. I Figur 9 ses att NBSK/Kanada hade långa fibrer och NBHK/Finland hade längst fibrer av lövvedsarken, det är ingen slump att de erhöll höga Ball Burst Strength-värden.

Standardavvikelserna i Figur 17 och Figur 18 var större vid lägre ytvikter än vid högre ytvikter. Det kan bero på hur arken låg mellan plattorna. När arken har låg ytvikt är de mycket tunna, slappa och veckar sig lätt. Det är därför svårt att placera dem konsekvent. Bland annat därför det sker avvikelser.

Figur 17. Ball burst strength (indexerat) mot ytvikt för barrvedsarken.

Figur 18. Ball burst strength (indexerat) mot ytvikten för lövvedsarken.

Densiteten spelade även roll vid rivningen. Eftersom en pressning utfördes på arken kollapsade fibrer med tunna fiberväggar och därmed fick högre densitet. I Figur 12 ses att NBSK/Kanada hade lägre coarseness och smalare fibrer än övriga barrvedsmassor. I Figur 19 ses att NBSK/Kanada fick en högre densitet än övriga barrved på grund av sin karaktär. Långa fibrer och hög densitet gav en god rivstyrka, vilket ses tydligt i Figur 17. Barrvedens relativa skillnader i Figur 19 ses tydligt, även vid lägre ytvikter.

0

Figur 19. Densitet mot ytvikt för barrvedsark.

I Figur 19 och Figur 20 ses att densiteten för lövvedsarken var högre än för barrvedsmassorna vid samma ytvikter. Vilket bland annat är resultatet av de kollapsade fibrerna som erhölls vid pressningen, den större finmaterialandelen samt kortare och smalare fibrer, därför blir arken tätare. Återigen är det svårt att avgöra lövvedens relativa skillnader under ytvikten 30 g/m².

Figur 20. Densitet mot ytvikt för lövvedsark.