Nya metoder för bättre wellpapp
Vid FEFCO Technical Seminars nyligen presenterade RISE två exempel på lovande forskningsprojekt inom wellpappområdet. Fast Creep Method, som är en ny snabb mätmetod för krypning (eng creep) och projektet DigitCorr, som har arbetat med hur datadriven produktionssamordning kan bidra till både produktionsbesparingar och bättre produktfunktionalitet.
Datadrivet arbetssätt skapar nya möjligheter
Den första genomförbarhetsstudien ”DigitCorr” visade att storskaliga deformationer av wellpappaneler (eng warp) kan modelleras baserat på betingelser för hur wellpappmaskinen kördes. Mätningar över lokal sammansättning i liner/fluting kunde även relateras till egenskaper som har betydelse för hur rullarna fungerar vid wellpappkonvertering.
Wellpapp kan redan tillverkas så den är flat i maskinen, men papprets mekaniska egenskaper påverkas över tid när omgivande miljö ändras. Det gör att paneler kan krökas, få warp, under några timmar efter tillverkning.
Det beror på pappernas sammansättning och struktur som i sin tur beror på historik för materialval och processbetingelser vid framställningen. Det är egenskaper som kan vara svåra att beskriva, mäta och ställa krav på. Information kan dock extraheras från data för hur papperna tillverkades.
I fortsättningsprojektet DigitCorr2, som delfinansieras av VINNOVA, ska nu en möjlig väg att ömsesidigt utbyta information om hur material tillverkats i ett led och sedan fungerar i nästa led etableras. Det ger möjlighet att skapa ett komplement till de vanliga krav-och-specifikationsställningarna.
– Att ömsesidigt utbyta information om produkt, funktion och processbetingelser är en stötesten för samordnad produktion. En växande förståelse för möjliga produktionsbesparingar och bättre funktionalitet gör att fler och fler företag är villiga att revidera sin syn på informationsutbyte, menar Peter Hansen, senior forskare inom papperstillverkningsprocesser på RISE.
En vidare målsättning med DigitCorr2 är att skapa en grund för andra efterföljande projekt att utveckla olika datadrivna arbetssätt där papperstillverkare och wellpappkonverterare tillsammans med leverantörer av IT-lösningar minskar användning av resurser och möjliggör mer funktionella förpackningsprodukter.
Fast Creep Method – från veckor till minuter
Ett exempel på en egenskap som bör kontrolleras för en mer funktionell produkt är krypning, vilket innebär att material gradvis deformeras över tid vid en konstant belastning. Det kan till slut leda till ett brott även om belastningen är långt under den nivå som materialet tål under en kort tid. För wellpappförpackningar kan det kraftigt begränsa livslängden till exempel när fyllda förpackningar förvaras staplade i ett lager under en längre tid. Det gäller speciellt vid hög eller varierande luftfuktighet.
– Att mäta krypning på papper tar väldigt långt tid. Nu har vi på RISE utvecklat en ny snabb krypmetod, ”Fast Creep Method”, som tar ner tiden från flera veckor till några minuter, säger Johan Alfthan, senior forskare inom pappersmekanik på RISE.
Den nya mätmetoden innebär att tillverkare kan mäta krypning utan att det tar orimligt mycket tid, men det finns en del utmaningar. En av de stora utmaningarna är att krypningen beror på luftfuktigheten – ju högre luftfuktighet desto mer krypning. Det krävs därför en klimatkammare som kan hålla hög relativ luftfuktighet med stor noggrannhet under mätningarna. En del företag har tillgång till det, men inte alla.
Utvecklingen av metoden gjordes i samarbete med flera företag, främst papperstillverkare och företagen kunde testa metoden i sina egna labb.
– Den nya metoden gör det mycket enklare att mäta och förutsäga krypning, och ger därför bättre möjligheter att välja rätt material för att uppfylla kraven på hållfasthet under hela den tid som en förpackning ska användas, säger Johan Alfthan.
Artikeln är en del av vårt tema om Forskning från RISE.