Investigation of transplanar permeability: Experimental description of fluid transport in coating layer

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2008
Major/Subject
Paperi- ja painatustekniikka
Mcode
Puu-21
Degree programme
Language
en
Pages
124 + (15)
Series
Abstract
Työn tarkoituksena oli tutkia päällystekerroksen huokoista rakennetta, jota muutettiin käyttämällä erilaisia sideainemääriä sekä päällystekerroksen neliömassoja. Tutkimus tehtiin yhdistämällä elohopeaporosimetrista, nestemäisestä permeabiliteettimittauksesta sekä SEM kuva-analyysistä saadut mittaustulokset. Tällä tavoin saadaan tarpeeksi tietoa kuvaamaan päällystekerroksen huokosrakennetta ja ennen kaikkea voidaan tutkia lateksin vaikutusta siihen. Kirjallisuusosassa käsitellään päällystekerroksen koostumusta ja rakennetta, huokoisuutta sekä permeabiliteettia. Näiden lisäksi päällystekerroksen muodostumisesta ja sen rakenteesta sekä päällystyspigmenteistä että -sideaineista keskustellaan tarkemmin. Myös huokosrakenne- ja permeabiliteettimittaukset mukaan lukien SEMin käyttö permeabiliteetin arvioimiseen kuvaillaan. Kokeellisessa työssä käytettiin sekä päällystettyjä paperinäytteitä että painepuristettuja tabletteja. Käytetyt päällystyspastat valmistettiin käyttämällä kalsiumkarbonaattia, kaoliinia ja lateksia. Päällystyspasta applikoitiin esipäällystetylle paperille laboratoriomittakaavan sauvapäällystimellä. Samoja päällystyspastoja käytettiin myös tablettien valmistukseen. Kokeessa käytetyt päällystyspastat koostuivat 100 % kalsiumkarbonaatista sekä kalsiumkarbonaatin ja kaoliinin seoksesta, joissa käytettiin neljää eri lateksimäärää. Samoin neljää eri päällystekerroksen neliömassaa testattiin paperinäytteillä. Sekä huokoskokojakauma että huokostilavuus päällystekerroksessa mitattiin käyttämällä elohopeaporosimetria sekä SEM kuva-analyysillä määritettiin poikkileikkeen huokospinta-alan jakauma. Nesteen läpäisykykyä tutkittiin nestemäisellä permeabiliteettimittauksella. Nämä mittaukset tehtiin sekä paperinäytteille että tableteille. Lopuksi saadut tulokset analysoitiin, yhdistettiin ja niitä vertailtiin. Elohopeaporosimetrian sekä SEM:n tulokset osoittivat lateksin lisäyksen vähentävän pieniä huokoskokoja sekä kaventavan huokoskokojakaumaa päällysterakenteissa. Kuitenkin SEM-analyysi tableteista näytti päinvastaista käyttäytymistä, vaikkakin huokoskokojakauma kaventui tableteissa, joissa partikkeleiden liikkuminen on rajoitettua. Permeabiliteetin havaittiin vähenevän lateksimäärän lisääntyessä, erityisesti tableteissa, sekä päällysteen neliömassan kasvaessa. Nämä havainnot osoittavat, että huokoskokojakauma yksin on riittämätön määrittämään päällystekerroksen permeabiliteettia ja huokosrakenteen yhdistyneisyys tulee määrittää tapauskohtaisesti.
Description
Supervisor
Gane, Patrick
Thesis advisor
Kettle, John
Keywords
coating, päällyste, porosity, huokoisuus, permeability, permeabiliteetti, SEM, SEM, connectivity, yhdistyneisyys
Other note
Citation