Väitös fysiikan alalta 10.4.2010 Väittelijä FM Pasi Lipponen Väitösaika ja -paikka Lauantai 10.04.2010 klo 12, Snellmanian auditorio L22, Kuopion kampus Kuivaamalla paperia oikein paperinvalmistusprosessin aikana voidaan saada sileämpää paperia. Se, kuinka paperia tulee kuivata, riippuu paperin rakenteesta, eli lyhyesti sanoen siitä, kuinka paperin sisältämät kuidut ovat paperin sisälle asettuneet. Pasi Lipponen kehitti väitöstutkimuksessaan mallinnusmenetelmän, jonka avulla voidaan tutkia ja mahdollisesti ehkäistä mm. kuivatusvaiheessa syntyviä paperin tasopoikkeamia. Paperinvalmistusprosessin edetessä ohuesta kuitususpensiosta valmiiksi lopputuotteeksi tuotteen kosteuspitoisuus muuttuu liki 100 prosenttia. Kosteuden muutoksesta noin puolet tapahtuu paperikoneen kuivatusosalla. Tämä valtava kosteuden muutos vaikuttaa lukuisiin paperin ominaisuuksiin, joista näkyvimpiä ja haitallisimpia ovat tasopoikkeamat. Paperin tasopoikkeamat, kuten kupruilu ja käyristyminen, aiheuttavat ongelmia sekä paperin jatkojalostuksessa että loppukäytössä. Paperin kupruilun aiheuttaa yleensä heterogeenisuus, joka voi olla sisäistä tai ulkoista. Sisäinen heterogeenisuus voi olla esimerkiksi kuituorientaation vaihtelua pienessä mittakaavassa. Kuituorientaatio kuvaa sitä, kuinka paperin sisältämät kuidut ovat paperin sisälle asettuneet valmistusprosessissa. Ulkoisesti aiheutettu heterogeenisuus voi puolestaan olla esimerkiksi epätasainen kuivatus valmistusprosessin aikana. Epätasainen kuivatus on yleensä myös syynä paperin käyristymiselle. Tutkimuksen tärkeimpänä tavoitteena oli tutkia kuivatustapahtuman ja erityisesti paksuussuuntaisen kosteusprofiilin ja paperiradan jännitysten ja kutistuman vaikutusta paperin kupruiluun ja käyristymiseen. Työssä kehitettiin elasto-plastinen materiaalimalli, joka ennustaa paperin kupruilu- ja käyristymistaipumusta paperikoneen kuivatusosalla sekä paperin loppukäytössä, kuten paperia kopioitaessa tai painettaessa. Aikaisemmin kuivatuksen aiheuttamia tasopoikkeamia ei ole onnistuttu mallinnuksen keinoin vielä tutkimaan. Tutkimuksen tulokset vahvistavat ja tarkentavat käsitystä siitä, kuinka keskeinen tekijä kuivatus on paperin kupruilu- ja käyristymätaipumuksessa. Kehitettyä mallia on jo hyödynnetty paperiteollisuudessa tutkittaessa keinoja kuivata paperia tasopoikkeamat minimoiden. Mallia voidaan hyödyntää laajalti paperi- ja painokoneiden aiheuttamien tasopoikkeamien tutkimuksessa ja ehkäisyssä. Malli on jo Metso Paperilla ja UPM:llä tutkimuskäytössä. Filosofian maisteri Pasi Lipposen väitöskirja "Elasto-Plastic Modelling Approach for Paper Cockling and Curling Phenomena" (Paperin kupruilun ja käyristymisen tutkiminen elasto-plastista materiaalimallia käyttäen) tarkastetaan luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä on team leader, FT Jukka Ketoja, VTT, Espoo, ja kustoksena professori Jari Hämäläinen, Itä-Suomen yliopisto. Väittelijän painokelpoinen kuva on osoitteessa http://www.uef.fi/uef/vaitoskuvat Lisätietoja: Pasi Lipponen, p. 044 366 8055, Pasi.Lipponen@uef.fi 26.3.2010 * © Itä-Suomen yliopisto * Palaute