Pahvisen tukilastan tuotannon tehostaminen : tuotantotekniset ja materiaalia koskevat ratkaisut

Abstract

Tämän opinnäytetyön tilaaja oli Bekvil Oy, joka valmistaa pahvisia tukilastoja terveydenhuollon tarpeisiin. Pahvisten tukilastojen valmistaminen on ollut hidas prosessi, jossa on vaadittu paljon käsityötä. Tukilastojen tuotantomäärä ei ole ollut kysyntään nähden riittävä, ja siksi lastojen valmistusmenetelmää ja raaka-ainetta haluttiin kehittää. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia, millainen kuitumateriaali sopii ominaisuuksiltaan parhaiten käytettäväksi tukilastassa ja millaisella menetelmällä se on mahdollista valmistaa tehokkaasti. Opinnäytetyön tavoitteena oli valmistaa protokappale uudesta raaka-aineesta ja uudella valmistusmenetelmällä.

Työssä perehdyttiin aluksi tukilastan mahdollisiin raaka-aineisiin ja valmistusmenetelmiin. Tukilastan alkuperäisen raaka-aineen, pahvin, peruslaatusuureista neliömassa, paksuus, tiheys ja taivutusjäykkyys mitattiin TAMKin paperi- ja pakkauslaboratoriossa. Tarkoituksena oli kehittää alkuperäistä raaka-ainetta vastaava kuitumateriaali käytettäväksi kuituvalosprosessissa. Proton valmistusta eri kuitumateriaaleilla demottiin valmistamalla kuituarkkeja. Protolastaa varten suunniteltiin ja 3D-tulostettiin muotti, rajain ja muotin vastakappale.

Lopullisessa tukilastan raaka-aineen valinnassa on otettava huomioon erityisesti lastan vaatimat jäykkyys ja viranomaisten vaatimukset. Raaka-aineen ominaisuuksia on mahdollista parantaa lisäaineiden avulla. Kuituvalostekniikka valikoitui vertailun perusteella parhaaksi valmistusmenetelmäksi. Muotin avulla valmistettiin protolasta kuituvalostekniikalla alan yrityksen Ecopulp Finland Oy:n tiloissa. Protolastan raaka-aineena käytettiin yrityksen kierrätyskuitumassaa.

Protolastoilla saatiin vahvistus kuituvalostekniikan hyvästä soveltuvuudesta lastojen valmistusmenetelmäksi. Protolastan malli ei sinällään vielä ollut valmis tuotantoon, mutta sen pohjalta pystytään kehittämään muotin teknistä muotoilua ja säätämään valmistuksen parametreja. Esimerkiksi lastan jäykisteuria tulee syventää ja reunatukia muotoilla paremmin pystyssä pysyviksi. Lastan rakenteen muutos on erityisen tärkeä kuivausprosessin kannalta, jotta lastan muoto pysyisi haluttuna.

Luottamuksellista aineistoa sisältävä liite on poistettu julkisesta raportista.

This bachelor’s thesis was produced in co-operation with Bekvil Oy, a company that manufactures cardboard medical splints. The manufacturing process has been manual and therefore slow. The production volume of splints has not been large enough compared to demand and that is why the manufacturing method and raw material need to be developed. The purpose of this thesis was to explore what kind of pulp would be best to use in the splints and with what kind of method the manufacturing would be efficient. The target of this thesis was to produce a proto splint with a new raw material and a new manufacturing method.

In the beginning of this thesis the potential raw materials and manufacturing methods to be used in producing a splint were investigated. The raw material of the original splints was tested in TAMK’s paper and packaging laboratory. Basis weight, thickness, density and bending stiffness were tested. The goal was to develop material similar to the original raw material to be used in the molded pulp method. Production of the proto splint was tested with a number of different pulps by preparing pulp sheets. The mold, delimiter and mold’s counterpart were designed and 3D-printed to produce the actual proto splint.

When selecting the final material for the splint the requirements of the public authority Valvira must be taken into consideration. Also the splint must be stiff enough. It is possible to improve the features of raw material with additives. The molded pulp method was selected as the best method on the basis of comparison. The proto splint was manufactured with the produced mold using molded pulp method. The manufacturing took place at Ecopulp Finland Oy’s factory. The raw material used in the proto was company’s recycled pulp.

After the proto production the molded pulp method was confirmed to be a suitable method for manufacturing the splint. The proto splint’s model was not yet ready for actual production. However, with the proto, the mold’s technical design can be developed and production parameters adjusted. For example, the splints reinforcement slots must be deeper and side rests should be redesigned. This redesign is crucial to the drying process, because the splint must hold its shape.

One confidential attachment was deleted from the public report.