Characterization of property variations in paperboard samples

In today’s paper and board production, quality control is made on a single cross direction (CD)sample from each tambour. As several different properties are analysed, only a limited number of measurement results are obtained for one property. Therefore, the measurement results might not be representative for the properties of the entire width of the tambour. The first objective of the project was to investigate variations of thickness, surface roughness and mechanical properties with a much higher resolution and number of measurements. The results of the measurement were compared with the routine quality control of the mill. The second objective of the project was to evaluate the influence of the wire shake unit in the centreply on the properties of the produced board. The measurements were performed on Iggesundpaperboard samples.The high-resolution measurements were performed using the STFI structural thicknessmeasurement device, an OptiTopo topography measurement device and a modified Autolinedevice at RISE Bioeconomy. The statistical evaluation of the results was performed in Matlab.Standard deviation, local variance and a frequency analysis were calculated for the thicknessmeasurements. Only standard deviation was considered for the topography data. For the mechanical properties, the distribution was evaluated using the Weibull distribution, since theresults had a single-sided distribution. In addition, the properties were analysed as a function of their location, for example to identify deterministic deviations in cross direction.The results of the first part of the project showed that the everyday control conducted in Iggesund is sufficient for most of the properties. Greatest difference was found at the edges ofthe samples, where Iggesund standard quality control does not detect a major variation inproperties, as no measurements are performed that close to the edge of the web. For example,at one edge, the high frequent measurements showed a significant drop in thickness which were not detected with the everyday quality control.In the second part of the project, the effect of a shake unit on the paper properties was evaluated. Here it was seen that the thickness variation were reduced, which also can be interpreted as an improvement of formation in the centre ply of the paperboard. As for thesurface roughness a slight improvement was found. Also for the mechanical properties, the shake unit appeared to improve the uniformity of the productI dagens pappers-och kartongproduktion görs kvalitetskontroll på en enda tvärremsa (CD) från varje tambour. Eftersom flera olika egenskaper analyseras, erhålls endast ett begränsat antal mätresultat för en egenskap. Därför är informationen begränsad och kanske inte representativ för hela bredden av tambours egenskaper. Projektets första mål var att undersöka variationer i tjocklek, ytjämnhet och mekaniska egenskaper med mycket högre upplösning och antal mätningar. Resultaten av mätningen jämfördes med brukets rutinmässiga kvalitetskontroll.Det andra syftet med projektet var att utvärdera effekten av viraskaken på egenskaperna hos den producerade kartongen. Samtliga mätningar utfördes på kartongprover från IggesundsBruk.Mätningarna med hög upplösning utfördes med hjälp av en STFI-mätare för strukturtjocklek,en OptiTopo-enhet och en modifierad L&W Autoline-enhet. Den statistiska utvärderingen avresultaten utfördes i Matlab. Standardavvikelse, lokal variation och en frekvensanalys beräknades för tjockleksmätningarna. Endast standardavvikelse utvärderades för ytråhetsdata.För de mekaniska egenskaperna utvärderades fördelningen med hjälp av Weibullfördelningen,eftersom resultaten visade ett ensidigt beteende. Dessutom analyserades egenskaperna som en funktion av deras placering, till exempel för att identifiera deterministiska avvikelser i tvärriktningen.Resultaten av projektets första del visade att den dagliga kontrollen i Iggesund är tillräcklig för de flesta egenskaperna. Den största skillnaden hittades vid provets kanter, där Iggesundsstandardkvalitetskontroll Missar stora variationer för vissa egenskaper, eftersom inga mätningar utförs i det området på produkten. Vid ena sidan av nätverket visade de högfrekventa mätningarna en betydande minskning av tjockleken.I den andra delen av projektet utvärderades effekten av en skakningsenhet på pappersegenskaperna. Här såg man att variansen i tjockleksmätningarna indikerar en förbättring av formationen i kartongens mittskikt. När det gäller ytråheten konstaterades en liten förbättring. För de mekaniska egenskaperna föreföll viraskaken förbättra produktenslikformighet