Kartonginvalmistus
Kartonki valmistetaan pääpiirteissään samoin kuin paperi. Kartongit ovat kuitenkin usein monikerroksisia, kun taas paperissa kuitukerroksia on vain yksi. Kartongin neliömassakin on yleensä suurempi kuin paperin.
Kartongin pääraaka-aine on useimmiten puukuitu. Valmistuksessa tarvitaan myös erilaisia täyteaineita, liimoja, kemiallisia lisäaineita sekä päällystysaineita.
Erilaisia kartonkeja
Kartonki pysyy koossa kuitujen välisten vetysidosten avulla. Nämä sidokset syntyvät kuivatuksessa. Rainanmuodostuksessa syntyvien kuitujen ja muiden raaka-aineiden keskinäiset jakaumat vaikuttavat ratkaisevasti vetysidosten lujuuksiin.
Lähes kaikissa kartonkilajeissa hyödynnetään eri massatyyppejä. Eniten valmistetaan pakkauskartonkeja eli rasiakartonkeja ja ulkopakkauskartonkeja. Rasiakartonkeja ovat muun muassa taivekartonki, uusiokartonki ja sellukartonki. Ulkopakkauskartonkeihin kuuluvat lainerit ja aallotuskartongit. Erikoiskartonkeja valmistetaan selvästi vähemmän kuin pakkauskartonkeja. Erilaisia erikoiskartonkien lajeja on kuitenkin erittäin runsaasti.
Kartongin laji ja ominaisuudet sekä rainanmuodostuksen menetelmä vaikuttavat siihen, millaisella konetyypillä kartonkia valmistetaan. Kartonkikoneiden tuotantomäärät ovat varsin suuria. Esimerkiksi rasiakartonkikoneet tuottavat 300-600 metriä kartonkia minuutissa. Lainerikoneiden minuuttivauhti on jopa 1 500 metriä. Paksumpia, neliömassaltaan suurempia lajeja tuotettaessa nopeudet ovat alhaisempia.
Rainanmuodostus
Kartonkikoneen märässäpäässä (paperikoneen alkuosa) on yhtä monta rainanmuodostusyksikköä kuin tuotteessa on kuitukerroksia. Kartonkiraina alkaa saada hahmoaan rainanmuodostusosassa, johon kuuluvat perälaatikko, perälaatikon syöttöputkisto ja viiraosa.
Perälaatikko levittää kartonkimassan tasaisesti kartonkikoneen poikkisuunnassa. Perälaatikko ja sen syöttöputkisto pitävät huolen siitä, että viiraosa saa sopivan massamäärän käsiteltäväkseen. Kuitujen kuljettaminen edellyttää alhaisia sakeuksia, eli massaa on noin 1:100 suhteessa käytettävään vesimäärään.
Viiraosa huolehtii siitä, että kuituaineretentio (viiralle jääneen kuitu- ja täyteaineen suhde sille syötettyyn aineeseen) on tasainen ja oikean kokoinen. Viiraosa kuivattaa rainaa siten, että raina voidaan siirtää puristimelle. Puristin on kartonkikoneessa pyörivä telapari, jonka välistä raina ajetaan. Rainan kuivattamisen ansiosta puristinosalla saavutetaan hyvä ajettavuus.
Kartonkirainan muodostuksessa määräytyy kartongin ominaisuuksista muun muassa neliömassa (yhden kartonkineliömetrin paino), kuitujen suuntautuminen, tasaisuus sekä kuitu- ja täyteainejakauma.
Puristaminen ja kuivatus
Puristinosan tehtävä on poistaa rainasta vettä. Puristettaessa rainan tilavuus pienenee, eikä vedelle jää enää tilaa. Viiralta tullessaan rainan kuivapitoisuus on 17–20 prosenttia. Puristuksen jälkeen kuivuus on noussut 35–50 prosenttiin. Puristimella rainaan saadaan suuri märkälujuus eli märän paperin mekaaninen lujuus. Näin raina voidaan siirtää kuivatukseen ilman katkoja.
Puristinosa vaikuttaa ratkaisevasti kartongin ominaisuuksiin, muun muassa kartongin sileyteen ja symmetriaan, pölyävyyteen, huokoisuuteen sekä bulkkiin eli paperin tiheyden käänteisarvoon.
Puristinosalta kartonkiraina siirtyy kuivatusosaan, jossa vettä poistetaan haihduttamalla. Kuivatus vaikuttaa vielä jonkin verran kartongin laatuun eli muun muassa sileyteen ja karheuteen, lujuusominaisuuksiin, venymiseen ja vaaleuteen.
Jälkikäsittely
Kartongin jälkikäsittely riippuu suuresti valmistettavasta kartonkilajista ja sen vaatimuksista. Kaikki kartonkilajit rullataan sekä leikataan haluttuun leveyteen pituusleikkurissa. Lisäksi kartonki voidaan pintaliimata ja päällystää.
Rullauksen tarkoituksena on muuntaa kartonki helpommin käsiteltävään muotoon. Konerullan raina on täyslevyinen ja jopa 90 kilometriä pitkä, joten raina täytyy leikata asiakkaalle sopivaksi. Raina leikataan osarainoiksi kahdella pyörivällä terällä. Rainan reunoista leikataan pois myös ohuet reunanauhat.
Pintaliimauksessa lisätään vesiliukoisilla polymeereillä kuitujen välisiä sidoksia. Sen tavoitteena on parantaa kartongin lujuusominaisuuksia. Pintaliimaus tehdään kartonkikoneen liimapuristimessa.
Päällystyksessä kartongin pintaan levitetään päällystyspasta, joka sisältää pigmenttiä ja sideainetta. Yleisin päällystysmenetelmä on teräpäällystys. Työvaiheen tavoitteena on parantaa tuotteen ulkonäköä ja painettavuutta.
