Kontaktikulma- ja pintaenergiamittalaitteen käyttöönotto ja mittausten optimointi paperinäytteille
Vihelä, Ville (2019)
Kandidaatintyö
2019
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019043013783
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019043013783
Tiivistelmä
Paperin painojäljen laatuun vaikuttaa keskeisesti paperin pinnan ja nesteiden väliset vuorovaikutukset sekä pinnan karheus. Nesteiden absorptioon ja leviämiseen paperin pinnalla voidaan vaikuttaa jälkikäsittelyllä. Teollisesti tuotetuilla papereilla yleisimmät jälkikäsittelymenetelmät ovat päällystys ja kalanterointi. Päällystyksellä pyritään peittämään paperin pinta sekä luomaan kuitujen päälle tasainen pinnoite. Kalanteroinnissa paperia puristetaan telojen välissä, jotta pinta saadaan tasaisemmaksi.
Tässä tutkimuksessa selvitettiin erilaisten kontaktikulman määritysmenetelmien ja pintaenergian laskentamenetelmien soveltuvuutta eritavoin jälkikäsitellyille papereille. Mitattujen kontaktikulmien herkkyyttä pisaran asettumisen suhteen tutkittiin kolmella eri nesteellä. Kontaktikulmista laskettiin pintaenergiat kahden ja kolmen komponentin menetelmillä. Papereista mitattiin myös pinnan karheudet ja tulokset laskettiin karheuskorjatuilla arvoilla.
Tutkimuksen tuloksena voitiin todeta jälkikäsittelyn vaikuttavan merkittävästi kontaktikulmien mittauksiin ja pintaenergian arvoihin. Jälkikäsittelystä huolimatta paperin pinta ei kuitenkaan ole koskaan täysin ideaali. Tämän takia karheuden huomioiminen lopputuloksissa on tärkeää epätarkkuuden minimoimiseksi. Tämän tutkimuksen perusteella kontaktikulmien määrityksessä pisaran tasapainoon asettumisella ei ollut merkittävää vaikutusta pintaenergioiden arvoihin. Mitatuilla nesteillä kolmen komponentin menetelmä antoi paperinäytteiden pintaenergioille toistettavampia tuloksia kuin kahden komponentin menetelmä.
Tässä tutkimuksessa selvitettiin erilaisten kontaktikulman määritysmenetelmien ja pintaenergian laskentamenetelmien soveltuvuutta eritavoin jälkikäsitellyille papereille. Mitattujen kontaktikulmien herkkyyttä pisaran asettumisen suhteen tutkittiin kolmella eri nesteellä. Kontaktikulmista laskettiin pintaenergiat kahden ja kolmen komponentin menetelmillä. Papereista mitattiin myös pinnan karheudet ja tulokset laskettiin karheuskorjatuilla arvoilla.
Tutkimuksen tuloksena voitiin todeta jälkikäsittelyn vaikuttavan merkittävästi kontaktikulmien mittauksiin ja pintaenergian arvoihin. Jälkikäsittelystä huolimatta paperin pinta ei kuitenkaan ole koskaan täysin ideaali. Tämän takia karheuden huomioiminen lopputuloksissa on tärkeää epätarkkuuden minimoimiseksi. Tämän tutkimuksen perusteella kontaktikulmien määrityksessä pisaran tasapainoon asettumisella ei ollut merkittävää vaikutusta pintaenergioiden arvoihin. Mitatuilla nesteillä kolmen komponentin menetelmä antoi paperinäytteiden pintaenergioille toistettavampia tuloksia kuin kahden komponentin menetelmä.