Fördelar med Invercote och Incada

Transkript

1 18

2 Principerna för tillverkning av papper och kartong har förblivit desamma genom århundradena. Men den tekniska utvecklingen har förändrat tillverkningen från ett hantverk till en tekniskt avancerad industri. Ändå är kartong inte en enda produkt. Både när det gäller utseende och funktion finns det många olika produkter på kartongmarknaden. Produktfamiljerna Invercote och Incada har kontinuerligt utvecklats och anpassats till kundernas krav och förväntningar inom förpackningsområdet och grafiska tillämpningar. Även inom tryck- och förpackningsbranscherna går den tekniska utvecklingen fort och förväntningarna på kartongens möjligheter är stora. De kartongtillverkare som är mest framgångsrika på marknaden är de som bäst kan förutse och uppfylla kundernas önskemål. I detta avsnitt beskriver vi hur tillverkningsprocesserna inom Iggesund Paperboard är anpassade för att ge våra kunder de produkter, den service och de miljömässiga fördelar de har rätt att kräva. Därför har vi lagt tonvikten på hur vi uppnår kundfördelarna och inte på tekniska detaljer. 19

3 Integrerad tillverkning Utmärkande för kartongtillverkningen inom Iggesund Paperboard är den integrerade produktionen. Denna grundläggande affärsidé är avgörande när det gäller att tillverka helblekt kartong och falskartong av högsta kvalitet. Styrning är av central betydelse i integrerad produktion, inte bara vid tillverkningen, utan också för tillgång och leveranser av basråvaror. Iggesund Paperboard och Holmen-koncernen har omfattande tillgångar i form av egen skog. Det betyder att vi kan säkra tillgången på ved genom att återplantera mer än vi avverkar. Samtidigt har vi full kontroll över kvaliteten på denna ytterst viktiga råvara. Den kunskap vi har inom skogsnäringen gör det dessutom möjligt att specificera höga krav på leveranser från andra lokala leverantörer. För att utnyttja timmer från skogen på bästa sätt har vi integrerat vår kartongtillverkning med sågverket i Iggesund. Fullvuxna träd kan utnyttjas för sågade trävaror i sågverket. Där tas spån och avkap omhand för att tillsammans med gallringsved från den växande skogen bli till massa. Bearbetningen av massa till kartong sker i vår integrerade kartongprocess. Det medför att fiber av högsta kvalitet förs direkt in i kartongtillverkningen i vått tillstånd. Torkning och balning blir överflödiga. Vi sparar energi, samtidigt som kvalitetspåverkan från dessa processer utesluts. Längre fram i tillverkningskedjan finns integrerade resurser för plastbeläggning och laminering vid Strömsbruk. Med Invercote och Incada som bas kan vi säkerställa att vidhäftning, ytjämnhet och styrkeegenskaper anpassas till vidareförädlingsprocessen. På det sättet försäkras kunden om bästa resultat vid tryckning, konvertering och användning. Välskött skog en viktig ekologisk tillgång Skogsbruk Den vedråvara vi använder i Iggesund för kemisk massa kommer i huvudsak från Holmen-koncernens egna skogar. Det betyder att vi, som ett av koncernens affärsområden, tillhör en av Europas större skogsägare. De egna skogarna vars brukande är certifierat av både FSC och PEFC domineras av gran, tall och björk. Alla tre arterna är naturligt förekommande trädslag. På denna breddgrad skiljer sig uppväxtmiljön för dessa träd väsentligt från miljön för mer snabbväxande arter på sydligare breddgrader. Tiden från planta till fullvuxet träd är nästan 120 år för ett barrträd i norra Sverige. Det kyliga klimatet reducerar den årliga tillväxten och ger starkare och kompaktare ved. Det långsamma växtsättet gör timret till en utmärkt råvara för såväl sågade trävaror som massa, eftersom vedfibern får utvecklas fullt ut. Frånsett den självklara fördel det innebär att ha nära till råvaran ur transportsynpunkt, finns också fördelar med färsk råvara när det gäller massakvaliteten. 20

4 I Storbritannien är Iggesund Forestry ett eget affärsområde som köper, avverkar och säljer gran för framställning av massa i Workington. Klimatet i norra Storbritannien gynnar tillväxten av barrträd. Gran är idealisk som vedråvara för tillverkning av mekanisk massa till falskartong när det gäller egenskaper som färg, styrka och densitet. All ved som används i Workington är FSC-certifierad. Vedhantering Metoderna för att färdigställa veden före massatillverkningen är desamma vid Iggesund Paperboards fabriker. Barken avlägsnas genom att stockarna tumlas runt varandra i stora roterande trummor, där barken lossnar genom friktionen mellan stockarna. Då bark inte kan användas som råvara utnyttjas den i Sverige som bränsle för energiproduktion och i Storbritannien komposteras den till plantjord. De barkade stockarna matas in i en flishugg, där kraftiga knivar hugger ner stockarna till kvadratiska flisbitar med 25 mm sida. Knivar med vedflis 21

5 TRANSPORTBAND FLIS- SILO ÅTERVINNING AV FLISÖVERSKOTT Förvärmare Förvärmare Doserande skruvtransportörer Förvärmare FLISTVÄTT OCH AVVATTNING RAFFINÖR BLEKNING RAFFINERADE FIBRER Till silar och renare Processen vid mekanisk defibrering insticksbild: eldriven raffinör Mekanisk defibrering För falskartongtillverkningen i Workington är processen för fiberseparering konstruerad för att maximera mängden fibrer ur veden. Detta sker genom mekanisk separation av ljus, färsk granved i en raffinör. Vedflisen tvättas före raffinören för att avlägsna eventuella föroreningar. I raffinören mals flisen till fibrer mellan motroterande stålskivor. Därefter behandlas massan med väteperoxid för att lösa ut ligninet och öka massans ljushet. De raffinerade fibrerna passerar ett silsystem där icke defibrerade vedbitar skiljs ut. Därefter pumpas fibrerna till lagringstankar. Kemisk fiberseparation och blekning Vid anläggningen för kemisk fiberseparering vid Iggesunds Bruk framställs långfibrig massa från gran- och tallved och kortfibrig massa från björkved. Processen sker i två parallella massa- och blekningslinjer. Genom detta optimeras fiberutnyttjandet samtidigt som effektiv återvinning av processkemikalier och energi underlättas, vilket ger miljömässiga fördelar. Vedflisen matas till stora vertikala behållare, s k kontinuerliga kokare. Som namnet anger är dessa i drift dygnet runt. Påfyllning av flis sker i toppen och uttag av separerade fibrer i botten av kokaren. Vid kok-ning utsätts flisen för natriumhydroxid och natriumsulfid vid 170 C. Denna behandling löser ut det mesta av vedens lignin. Cellulosafibrerna, eller massan som den nu kallas, tvättas och silas därefter i flera steg. Detta eliminerar ytterligare lignin ur massan. Den använda kokvätskan förs till ett särskilt återvinningssystem, där mer än 99 % av kemikalierna återtas för att användas på nytt i kokningsprocessen. Det utlösta ligninet indunstas och används som bränsle i stället för olja. Återvinningssystemet producerar mer energi i form av värme och ånga än behovet för hela massa-fabriken och bidrar därigenom till ekonomin för hela kartongprocessen. För att uppnå den höga renhet och vithet som är kännetecknande för helblekt massa förs den kokade, brunfärgade massan vidare till blekningsprocessen. Den moderna blekningsanläggningen utnyttjar en förfinad kombination av processteg för delignifiering, tvätt och blekning. Processen börjar redan i kokaren med s k isotermisk (förlängd) kokning. Efter omsorgsfull tvättning och silning används syrgas för att ta bort ytterligare lignin (syrgasblekning). Slutlig blekning görs med väteperoxid och klordioxid (ingen klorgas används). Detta blekningsförfarande har medfört en påtaglig minskning av miljöpåverkande utsläpp. När allt lignin tagits bort pumpas massan till lagringstankar, klar att användas för tillverkning av kartong. 22

6 FLIS DEFIBRERING O2 NaOH Modifierad kontinuerlig kokning Högtrycksdiffusör Dubbel silning Syrgasdelignifiering Sluttvättning MASSA CIO2 CIO2 O2 NaOH H2O2 CIO2 CIO2 BLEKNING I DIFFUSÖR Processen vid kemisk defibrering Mäldberedning Vid Iggesundsfabriken överförs de två massaslagen direkt från massafabriken till kartongfabriken för tillverkning av homogen vit flerskiktskartong. Massafabriken är utrustad med ett avancerat system för mätning och styrning. Dessa aspekter är i kombination med kunniga operatörer viktiga för att man ska kunna upprätthålla en hög och jämn kvalitet. Massans egenskaper är skräddarsydda för att passa kartongprodukterna. Vid tillverkning av falskartong vid Workington-fabriken kombineras inre skikt av blekt raffinörmassa, som tillverkats på plats, med yttre skikt av blekt kemisk massa. Den kemiska massan, varav en del tillverkats i Iggesund, tas in till fabriken i form av torkade ark. Arken slås upp i vatten till en suspension i upplösaren som är en stor behållare. Omrörare slår sönder arken så att fibrerna frigörs. Med tillsatskemikalier underlättas formningen av fibrer, och tilläggsfunktioner kan erhållas. Stärkelse och lim tillsätts för att öka fibrernas styrka och minska deras vattenupptagande förmåga. Retentionshöjande kemikalier används för att fibrer och tillsatser ska hållas kvar i processen till dess ett nätverk byggts upp. Användandet av enbart blekta cellulosafibrer vid tillverkning av den helblekta kartongen, Invercote, resulterar i estetiskt tilltalande och funktionella produkter som är neutrala vad gäller lukt och smak. Kombinationen av mekaniska och kemiska fibrer i olika lager i falskartongen Incada ger hög bulk, styvhet och en slät och ljus yta. Kaustiksoda/ natriumsulfid (vitlut) IMPREGNERING Flis Kaustiksoda/ natrium sulfid (vitlut) Impregnerad flis (inkl. kokvätska) Flis+ kokvätska Kokning, framåtflöde Kokning, bakåtflöde Tvättlut Genomskärning av kontinuerlig kokare Högtrycksånga Massa KOKARE Svartlut i återvinnings kretslopp 23

7 Kartongmaskinen Grunddragen för kartongmaskinerna i Workington och Iggesund är mycket lika. Den följande beskrivningen är giltig för båda om inte annat sägs.. 1. Flerskiktsuppbyggnad Till skillnad från papper byggs kartong från Iggesund upp i flera skikt. Det sker genom att fibrer påförs via inloppslådor i kartongmaskinens våtända. Koncentrationen i våtändan är 0,3 % fibrer och 99,7 % vatten. Låg fiberkoncentration är en viktig förutsättning för att få så jämn fiberfördelning som möjligt i varje skikt. Det första skiktet läggs på en plastvira, och vattnet dräneras nedåt. De efterföljande skikten stabiliseras av två övre viror och vattnet dräneras både uppåt och nedåt beroende på vira och läge. I det våta tillståndet förenar sig fiberlagren med lätthet. Precisionen i fiberfördelningen och föreningen av fiberlagren är grundförutsättningen för egenskaper som planhet, ytjämnhet och styrka samt för god big-ning. 2. Pressning När kartongbanan nått presspartiet har vatteninnehållet minskat till %. Presspartiet är en viktig förutsättning för att få korrekt sammanfogning av fiberlagren. Innesluten mellan två filtar pressas kartongbanan mellan hårda valsar. Vatten avlägsnas effektivt så att fukthalten i kartongen är % i slutet av presspartiet. Här påverkas egenskaper som töjning, styvhet och körbarhet. 3. Torkning Torkpartiet ger förutsättningar för op-timal styrning av torkprocessen. Banan passerar ånguppvärmda, polerade cylindrar som efterhand avlägsnar fukten. Ett sofistikerat system styr cylindrarnas temperatur så att torkningen sker under kontrollerad belastning av banan. Jämn fuktprofil, planhet och stabilitet är egenskaper som grundläggs i torkpartiet

8 4. Ytlimning Vid ytlimningen, som förbereder kartongen för bestrykning, läggs ett pigmenterat stärkelselim på den ena eller båda sidorna. Genom att kartongen ytlimmas binds fibrerna till ytan, vilket gör den jämnare och tätare. Här läggs grunden till kartongens framtida tryckegenskaper och ytans styrka och jämnhet. 6. Bestrykning Det flytande, vitpigmenterade bestrykningsmedlet läggs på och jämnas ut över ytan med en rakel, antingen på den ena eller på båda sidorna, beroende på produkt. Varje skikt torkas för sig med varmlufts- och infratorkar. Bestrykningspartiet ger möjlighet att tillverka liksidig dubbelbestruken kartong. Det ger även hög vithet, ytjämnhet och glans. Med bestrykningen styrs också ytans färgoch lackacceptans. 8. Upprullning Kartongbanan rullas upp på en kraftig stålrulle i maskinens slutände och bildar en tambour, som väger ton, beroende på produkt. Varje färdig kartongrulle får en egen identitetskod som gör det möjligt att spåra det tillverkade materialet hela vägen tillbaka till ingående råvaror Glättning Kartongbanan manglas mellan stålvalsar för att göra den ännu slätare. Glättningen påverkar kartongens tjocklek och densitet, men är framför allt viktig för dess ytjämnhet. 7. Kalandrering och borstning Ytans slutliga glans uppnås i en glanspress eller i en borstglätt. I glanspressen går kartongbanan mellan en upphettad, hård stålvals och en mjuk polymervals. I borstglätten poleras kartongbanan med roterande borstar. Dessa processer ger enhetliga och jämna ytegenskaper, vilket är av vikt för att uppnå gott tryck- och lackresultat. 9. On-line mätning/styrning Banan passerar tusentals mätpunkter som rapporterar data till det centrala styrsystemet. Optiska on-line mätningar utförs på den löpande kartongbanan av exempelvis tjocklek, bestrykningsytvikt, fukthalt, vithet och glans. Styrningen, och de kontrollmöjligheter den ger, är en förutsättning för hög och jämn kvalitet. IGGESUND PAPERBOARD Paperboard Kartong på the Iggesunds vis Way

9 Fördelar med Invercote och Incada Maskinglättning På kartongmaskinen i Workington finns en glanscylinder placerad i torkpartiet. Denna typ av cylinder kallas MG- eller yankee-cylinder. MG-cylindern har en diameter på över sex meter. Den är ånguppvärmd och har en stålyta polerad till spegelglans. Kartongbanan, som har ca 40 % fukthalt, fäster vid cylinderns yta. Kartongen torkar under kontakt med den roterande cylindern tills fukthalten blir så låg att vidhäftningen släpper spon-tant. Kartongytan får en hög ytjämnhet som resultat av kontakten med den polerade stålcylindern. Fortsatt torkning görs med hjälp av mindre torkcylindrar. Metoden ger en slät yta utan tjockleksförluster och därmed bibehållen hög styvhet i förhållande till ytvikt. 26

10 Packning IGGESUND PAPERBOARD Paperboard the Iggesund Way

11 Rullning De stora maskinrullarna från kartongmaskinen delas i rullar med mindre diameter och bredd. Bredden avgörs av om rullen är avsedd för lagring och senare arkning eller om den är specificerad direkt av kundorder. De mindre rullarna skickas för emballering och märkning. Arkning Arkmaskiner skär och räknar kartongarken enligt kundorder eller enligt standardiserade lagerformat. Kartongarken kan också levereras med en märklapp instucken med bestämda intervall. Emballerade ris innehåller vanligtvis 100 ark och kan beställas i olika format. Invercote G kan också levereras i linnepräglat utförande i alla ytvikter. Märkning Den interna identitetsmärkningen ersätts slutligen med en kundetikett, som ger information om order och produkt. Tillverkningsidentiteten kan spåras från informationen på kundetiketten. Kundfördelar Exakta format och kvadratiskt skurna ark. Ingen banvandring på rullarna. Dammfria, rent skurna kanter. Noggrann arkräkning. Tydlig märkning med information som kan användas för att spåra tillverknings- och färdigställningsursprung för kartongen. 28

12 Packning Den slutliga produkten packas maskinellt. Rullar förpackas i sträckfilm av polyeten tillsammans med wellpappgavlar. Arkpallar skyddas med krympfilm för att få en vattentät förpackning. Det fuktskyddande omslaget bör inte avlägsnas förrän kartongen är i temperaturjämvikt med omgivningen där den ska tryckas eller på annat sätt konverteras. Mätning och styrning I våra processer försäkrar vi oss om att vi tillverkar produkter av hög kvalitet och att vi har kvalitetsjämnhet inom en given order och samma jämnhet mellan återkommande tillverkningar för samma ändamål. Inom detta område är processoperatörernas kunnande mycket viktigt. Men det är också nödvändigt att operatörerna har instrument och datoriserade kontrollsystem till sitt förfogande. Ju bättre operatören kan följa händelseförloppet på flera ställen i processen, desto snabbare kan korrigeringar vidtas. Dessa kan göras automatiskt eller efter operatörens bedömning. Snabba korrigeringar ger också fördelen av snabbare stabilisering efter produktomställning, vilket leder till mindre spill och förbättrad kvalitet. Operatören får också information om trender i processen baserad på intervaller av minuter, timmar, skift eller månader, allt efter behov. Kritiska delar i processen följs auto-matiskt med förutbestämda intervaller. På kartongmaskinen följs ytvikt, fukthalt och tjockleksprofil kontinuerligt. Denna information länkas vidare till andra processteg, t ex styrning av fiberflöde, ångtryck och fördelning av ånga till torkcylindrar. Bestrykningsvikt och glans kan också följas online. På samma sätt följs banspänning, och larm går vid banbrott. Med hjälp av sofistikerade videoövervakningssystem upptäcks hål eller andra defekter i banan och operatören kan snabbt identifiera orsaken. Kundfördelar Hög genomgående produktkvalitet. Hög genomgående produktjämnhet. 29

13 Extrudering och laminering Vid fabriken i Strömsbruk, inte långt från Iggesund, beläggs kartong från Iggesund och Workington med en rad olika plastmaterial. Där lamineras också kartong med kartong, folie eller film. 1. Avrullning Kartongrullar monteras i beläggningsmaskinen. 2. Ytbehandling Kartongytan förbehandlas med elektrisk ljusbåge (korona). Plastfilmen behandlas med ozon. Dessa metoder bidrar till att plasten häftar vid kartongen. Kundfördelar God vidhäftning av plast till kartongen vid smälttemperaturer som inte ger problem med lukt och smak från oxiderad plast. 3. Extrudering Granulatplast av t ex polyeten (PE), polypropen (PP) och polyetentereftalat (PET) smälts under tryck och värme i extrudern. Den smälta plasten pressas genom ett smalt automatstyrt munstycke ut över kartongytan. Kontrollen av temperatur är viktig i detta moment. Det tunna plastskiktet pressas därefter omedelbart mot en kylvals. Valsens yta och kartongens egenskaper bestämmer tillsammans plastytans slutliga utseende. Beläggningen på baksidan får en NSO (Non-Set-Off) finish medan beläggningen på trycksidan får en slät, blank yta. Kundfördelar Jämn tjockleksprofil hos beläggningen. Specificerad ytvikt på plast-skiktet. Låga rester av lukt- och smakpåverkande ämnen. Skräddarsydd barriärfunktion. Specificerad ytstruktur blank eller NSO (Non-Set-Off) för att få god tryckbarhet och körbarhet vid konvertering. 4. Laminering Omedelbart efter den första beläggningsenheten finns ett avrullningsställ. Härifrån kan folie eller film matas in i nypet mellan kartongen med den smälta plastfilmen och kylvalsen. Plastbeläggningen tjänar då som lim. Kundfördelar Plasten fungerar som lim med ökad ytjämnhet och barriäregenskaper. 5. Koronabehandling Plastbeläggningen på trycksidan behandlas med korona för att ge tillräcklig vätning för tryckfärg. Enkelsidigt plastbelagd kartong koronabehandlas för att förbättra förseglingsegenskaperna och tillåta förslutning med vattenbaserat lim. Kundfördelart God vätning av tryckfärg. Värmeförsegling. Klistring med vattenbaserade lim. 6. Upprullning Kartongbanan rullas upp på en kraftig stålrulle, tambour, i satser om 1 till 3 ton beroende på produkt. Varje tambour får en unik, intern identitetskod. Kundfördelar Kundorder går att spåra hela vägen till tillverkningsprocessen. 7. Avrullning Limlamineringsmaskinen har fyra avrullningsstativ. 8. Torkning IR-torkar (infra-röda) används för att kontrollera arkens form. 9. Limning Vattenbaserade lim används för limning av kartongbanorna. Lamineringsmaskin Pressnyp Efter limning pressas banorna samman. 11. Arkning och stackning Den limmade kartongen arkas och stackas på uppradade pallar. Efterbehandling och inpackning Efter konverteringen vid fabriken i Strömsbruk behandlas och packas kartongen efter i stort sett samma rutiner som i kartongfabrikerna

14 Metalprint Enkelsidig PP Iggesund Paperboard Baskartong från Iggesund Paperboard PE Metallliserad PET-film PP-beläggning Invercote Duo Dubbelsidig PP 4 3 Toppbestrykning (blad) Mellanbestrykning (blad) Förbestrykning (blad) Blekt kemisk massa i flerskiktsuppbyggnad Vattenbaserat lim Blekt kemisk massa i flerskiktsuppbyggnad Förbestrykning (blad) Mellanbestrykning (blad) Toppbestrykning (blad) PP-beläggning Baskartong från Iggesund Paperboard PP-beläggning Limlamineringsmaskin 8 31