På Södra Innovations avdelning för forskning om fiber och massa har man uppmärksammat ett avvikande beteende på kraft-töjningskurvorna hos kräppat tissue-papper. Kurvan beter sig styvt där det i teorin borde vara töjbar och vice versa. Man vill därför veta vad det är i materialet som bidrar till att detta beteende uppstår och få en förklaring på vad som händer i materialet efter att det har belastats till brott. Detta vill man göra för att fortsatt kunna konkurrera med sin pappersmassa på marknaden och hjälpa sina kunder med deras utveckling av framtidens produkter. Projektet har gått ut på att utföra mätningar i dragprovare på kräppat tissue-papper, tillverkat i fabrik, och jämföra dessa mätningar med prover på okräppat papper, som tillverkas i laboratorium. Mätningarna har spelats in med ett ljusmikroskop för att lättare se vad som händer i materialet när det utsätts för last; vart den initierande sprickan uppstår och hur den tillväxer. Efter att ha analyserat mätdatat från dessa prover kunde man se att den största påverkande faktorn ligger i tillverkningsprocessen. Under tillverkningen sprutas fiberlösningen med fibrer och vatten på en viraduk som skapar papprets struktur. Denna struktur har svagare områden där det finns färre antal fibrer än i andra områden på pappret. Det är i dessa svagare områden som sprickan börjar i och senare tillväxer till fullbordat brott. Labbarket har däremot ingen sådan struktur utan här uppstår istället en jämn spricka. Projektet är en uppstart som ligger till grund för ett större projekt. Södra kommer efter projektets slut att forska vidare i detta ämne. / Södra Innovations department for research on fiber and pulp has noticed an aberrant behavior on the stress-strain curves of creped tissue paper. In short the curves behave elastically where it theoretically should be rigid and vice versa. Södra would therefore like to know why this aberrant behavior occurs and an explanation of what happens in the material after it is loaded to the point of rupture. Södra wants to investigate this further to be able to continue to compete with their pulp on the market and help their customers with developing of future products. During this project we have performed tensile tests for factory manufactured creped tissue paper and compared the measurements with strain samples of laboratory-made paper. The measurements were recorded using a light microscope to help see what is happening in the material when subjected to loads; where the crack occurs and how the crack grows to complete rupture. As it turns out, the biggest influencing factor lies in the manufacturing process. During manufacturing, the fiber solution is sprayed on a forming fabric to create the papers structure. This structure creates weak areas where the concentration of fibers is lower than in other areas on the paper. It is in these weaker areas that cracks are believed to occur and later to grow. The laboratory-made paper does not have this significant structure which instead gives it an even breakdown. This project is the beginning of a larger research project that Södra will continue to do further studies on after the completion of this project.

Kräppat pappers kraft och töjningskurva är mer dragstyv till 5 % töjning för att sedan bli mindre dragstyv. Vid tillverkningens kräppningsprocess veckas pappret det borde göra det mindre dragstyvt i början av kraft och töjningskurvan för att sedan bli mer dragstyv när fiber – fiber – bindningarna tar upp last. För att få mer förståelse för fibrerna kontra kräppningens betydelse för kräppats pappers materialegenskaper, har en jämförelse mellan kräppat och okräppat papper gjorts. Arbetet har genomförts genom att observera kräppat papper och okräppat papper i en dragprovare under tiden har det spelats in av en usb – mikroskops - kamera. De dragprovstester av kräppat och okräppat papper som utfördes var standardtester ISO 12615 - 4: 2005, avlastningstester, vinklad kameratester och stabil spricktillväxttester. Resultaten ifrån mätningarna var att kräppat papper får en markant styvhetsökning vid avlastningstester det fick inte okräppat papper. Luftfickorna eller kratrarna som bildas av pappersmassan som inte ligger emot beläggningen på yankeecylindern, börjar dras ut först i den mindredragstyva delen av kräppat pappers kraft och töjningskurva. Det behövs bättre åtkomst för mikroskopskameran vid dragprovarens inspänning eller ett mindre mikroskop, för att kunna vinkla kameran och få bättre bilder på kräppstrukturen. / Creped-paper stress-strain curve has higher stiffness until 5 % strain thereafter it becomes less stiff. At manufacturing the creeping process wrinkles the paper that should make the paper less stiff in the beginning of the stress-strain curve and stiffer when the fiber-fiber- connections starts to take up load. A comparison has been made between creped-paper and un-creped-paper, for the benefit to get better knowledge of the importance between the fibers and the creeping process for creped papers material properties. The practical work of the project has been to observe creped-paper and un-creped-paper in a material testing machine while it has been recorded by a usb – microscope - camera. The material testing machine test of creped-paper and un-creped-paper that was executed was standard tests of ISO 12615 - 4: 2005, release-of-load-tests, camera-angle-tests and stable-crack-tests. The results from the release-of-load-tests, was that creped-paper gets a significant stiffness increase, that didn’t un-creped-paper get. The air-pockets or craters who are made by the paper-mass that aren’t stuck to the yankee-cylinders adhesive, the craters begins to stretch out during the less stiff part of creped-papers stress-strain-curve. To get good angle usb-microscope-camera footages of the creping-structure, the usb-microscope-camera has to be smaller or the area at the material testing machines grip to grip has to be larger.

Examensarbetet utförs på uppdrag av BillerudKorsnäs AB, projektet ingår i ett större forskningsarbete som uppdragsgivaren arbetar med, ty BillerudKorsnäs vill tillhandahålla det optimala materialet som ger den bästa kartongförpackning till kunden. I rapporten behandlas problemet huruvida skadeutvecklingen skiljer mellan punktlast och utbredd last inom pappersteknik. För att begränsa omfattningen av projektet så valdes fem sfäriska laster som ska angripa totalt fyra utvalda paneler, de fyra paneler är specifikt utvalda och uppdelade på två geometriskt skilda kartongförpackningar men med samma kvalitet. I projektet utreds parametrarna strukturstyvhet och strukturstyrka från obelastat tillstånd till begynnande skadeutveckling i kartongförpackningen. Resultatet från provning kommer att presenteras i kvantitativ analys av sammanställda diagram och kraft-/förlängningsgrafer samt kvalitativ analys av skadeutveckling. I resultatet påträffades den signifikanta skillnad som projektet syftar på genom att strukturstyvheten ökar ickelinjärt vid provning med vissa lastgeometrier. Projektet presenterar en slutsats att last 1-3 är punktlast och last 5 är utbredd last för samtliga paneler. Projektet presenterar underlag för vidareutveckling mot det slutgiltiga målet som BillerudKorsnäs arbetar mot. / Thesis work performed on behalf of BillerudKorsnäs AB, the project is part of a larger research project which the company works with. BillerudKorsnäs would like to provide the optimum material for the cartonboard that the customer seeks. This report deals with the problem of whether the fracture development differs between the point load and distributed load in paper technology. To limit the scope of the project, five spherical loads were chosen to attack a total of four selected panels. The four panels are specifically selected and divided into two geometrically distinct cartonboards but with the same quality. The project investigated parameters structural stiffness and structural strength from the unloaded condition to initial damage development in cartonboards. The results from the tests will be presented inaquantitative analysis of compiled charts, force-/extension charts and qualitative analysis of fracture development. The purpose of the project, the significant difference, was found in the result when the structural stiffness increased nonlinearly when tested with certain loads. The project presents a conclusion that the load 1-3 is point load and load 5 is distributed load on all panels. The project presents a basis for further development towards the final goal that BillerudKorsnäs is working toward.