Barrier-pinnoitetun tuotteen pintalujuuden mittausmenetelmät

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli selvittää ja kokeilla barrier-pinnoitettujen näytteiden pintalujuutta mittaavia menetelmiä. Työn toimeksiantaja oli Tampereen ammattikorkeakoulu, jonka paperilaboratoriossa työhön liittyvät mittaukset suoritettiin.

Työssä käytetyt barrier-pinnoitetut näytteet valmistettiin itse käyttämällä kolmea erilaista dispersiota, joista kaksi oli valmiita barrier-pinnoitteita ja yksi vertailukohteena toimivaa CMC:tä. Työ keskittyi hankauslaitteelle kehitetyn barrier-pinnoitteiden kestävyyttä mittaavan testin kokeiluun, jonka tuloksia arvioitiin visuaalisesti sekä Cobb-testin avulla. Myös laboratoriossa olevia lujuusmittalaitteita hyödynnettiin näytteiden vetolujuuden, murtositkeyden, murtovenymän ja puhkaisulujuuden tutkimisessa.

Työssä löydettiin useita barrier-pinnoitettujen tuotteiden pintalujuuden mittaamiseen soveltuvia mittausmenetelmiä, mutta kaikkia niitä ei työssä voitu kokeilla laitteiden puuttumisen takia. Työssä kehitetyllä hankaustestillä onnistuttiin kuitenkin saamaan vertailukelpoisia tuloksia eri barrier-pinnoitteiden välille, kun niitä arvioitiin visuaalisesti hankausjäljistä otettujen kuvien perusteella sekä Cobb-vesiabsorptiotestin avulla selvitetystä barrier-pinnoitteen läpi imeytyneestä veden määrästä. Työssä suoritetuilla lujuustesteillä ei onnistuttu mittaamaan suoraan näytteiden pintalujuutta, mutta niiden avulla pystyttiin havainnollistamaan, kuinka barrier-pinnoitus muodostuu pohjapaperin pinnalle riippuen sen koostumuksesta ja kuinka barrier-pinnoitus vaikuttaa siitä valmistetun tuotteen kestävyyteen ja pintalujuuteen.

Vaikka työssä kehitettyä hankaustestiä voisi käyttää barrier-pinnoitetun tuotteen pintalujuuden mittaamiseen, pitäisi testin parametrejä vielä kehittää. Lisäksi mitattavien näytteiden tulisi olla yhdenmukaisempia toistensa kanssa pinnoitteen neliömassan ja paksuuden osalta, jotta tulokset olisivat tarkemmin vertailtavissa. Käytettyjen pinnoitteiden raaka-ainesisällön tunteminen olisi myös oleellista tulosten tarkemman arvioinnin vuoksi. Muidenkin työssä esitettyjen mittausmenetelmien soveltuvuutta barrier-pinnoitettujen tuotteiden pintalujuuden mittaamiseen pitäisi vielä kokeilla.

The topic of the thesis was to investigate and test methods for measuring the surface strength of barrier-coated samples. The thesis was commissioned by Tampere University of Applied Sciences and the measurements related to this work were carried out in their paper laboratory.

The work focused on testing a method developed for assessing the durability of barrier coatings through an abrasion test. The laboratory strength measuring devices were also utilized.

Several methods suitable for measuring the surface strength of barrier-coated products were found in the study, but not all would be feasible. However, the abrasion test developed in the work succeeded in obtaining comparable results between different barrier coatings when evaluated visually and with the Cobb test. The strength tests illustrated how the barrier coating affects the durability and surface strength of the sample.

Although the abrasion test could be used to measure the surface strength of a barrier-coated product, the test parameters still need to be developed further. Additionally, the samples should be more consistent with each other and better understanding of the raw material content of the coatings would be essential for the results to be more accurately comparable. The applicability of other measurement methods presented in the study should also be tested further.