Partikkelikokoanalysaattori Malvern Mastersizer 3000E:n käyttöönotto

Abstract

Työ tehtiin Teknos Oy:n jauhemaalituotannon laadunvalvontalaboratoriossa Rajamäellä. Opinnäytetyön tavoitteena oli uuden partikkelikokoanalysaattori Malvern Mastersizer 3000E:n käyttöönotto osaksi laadunvalvontaa.

Jauhemaalin partikkelikoko on yksi tärkeimmistä jauhemaalin käytettävyyteen vaikuttavista tekijöistä, joten partikkelikokoanalyysi on erittäin keskeinen osa laadunvalvontaa. Laboratoriossa olleen vanhan partikkelikokoanalysaattorin tilalle hankittiin uusi laite ja työn tarkoituksena oli laatia laitteelle työohje, kouluttaa laboratorion työntekijät käyttämään laitetta, sekä suorittaa mittauksia laitteen toimivuuden ja soveltuvuuden varmistamiseksi.

Malvern Mastersizer 3000E:n toiminta perustuu laserdiffraktioon. Lasersäde kulkee näytteen läpi ja partikkelikokojakauma saadaan mittaamalla sironneen valon intensiteetti. Erikokoiset partikkelit hajottavat valoa eri kulmissa, joten partikkelikoko voidaan laskea sirontakulmien intensiteetistä valitun optisen teorian avulla. Jauhemaaleille yleisin käytetty teoria on Fraunhofer-approksimaatio.

Mittaussarjoja tehtiin yhteensä neljä kahdelle eri näytteelle. Saatuja tuloksia verrattiin laboratoriossa olleen vanhemman laitteen tuloksiin, laitteen maahantuojalta saatuihin mittaustuloksiin, sekä Pitäjänmäen laboratoriossa mitattuihin tuloksiin. Mittauksien toistettavuus parani verrattuna vanhempaan laitteeseen. Uusi partikkelikokoanalysaattori päätettiin ottaa käyttöön vanhan laitteen rinnalle, jotta niiden välillä voidaan tehdä vielä laajempaa vertailua useamman eri tuotteen avulla.

The study was conducted for Teknos Oy’s powder coatings quality control laboratory at Rajamäki. The purpose was to commission the new particle size analyzer Malvern Mastersizer 3000E as a part of quality control.

The particle size is one of the most important factors affecting the usability of the powderpaint, so particle size analysis plays a very important role in quality control. A new particle size analyser was purchased to replace the old one and the goal was to write a work instruction for the device, train the laboratory personnel to use the device, and perform measurements to ensure the functionality and suitability of the device.

Malvern Mastersizer 3000E is based on laser diffraction. Laser beam passes through the sample and intensity of scattered light is measured to determine the particle size distribution. Particles of different sizes scatter light at different angles so the particle size can be calculated using suitable optical theory. The most used theory for measuring powder coating samples is the Fraunhofer approximation theory.

Four measurement series were made using two different samples. The results were compared with the results of the older device in the laboratory, the measurement results from the importer of the device, and the results measured in the Pitäjänmäki laboratory. The measurement repeatability improved compared to the older device. It was decided to take the new particle size analyzer into use alongside the old device to make a wider compari-son of different kinds of powder coating products.