en en en fi en en fi en en zh fi fi en fi en en en fi en fi en fi en de zh de en en ru fi eo en en fi jbo en en es ru fi en en en fi jbo en en es en it en pl pl en uk it war hbs_lat jbo war en es fi fi jbo fi en es es fi jbo es en es fi en es fi fi jbo fi fi jbo fi en es en de en en jbo fi ca en ast en en en it en en id de en en fi en en en en fi en en fi en fi en en fi en en fi en en en en en en en en en en en en en en en en fa en en en en fi en en en en en en en en en en en en en en
JYX - Measuring the contact area in cellulose fibre bonds using X-ray nanotomography (full record)
University of Jyväskylä | JYX Digital Repository
English  | Give feedback |
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.
Paperi on stokastinen verkosto toisiinsa eri vuorovaikutusten, tärkeimpänä vetysidosten, avulla sitoutuneita sellukuituja. Paperin lujuus riippuu yksittäisten kuitusidosten lujuudesta ja sidospinta-alasta. Todellista sidospinta-alaa on vaikea määrittää tarkasti, sillä sitoutuminen tapahtuu molekulaarisessa mittakaavassa. Maantieteellisillä alueilla, joilla havaitaan selkeitä vuodenaikojen muutoksia, puun sellukuiduilla on erilaisia ominaisuuksia riippuen siitä, syntyvätkö kuidut kasvukauden alku- vai loppuvaiheessa. Kuidut jaetaan yleensä kahteen luokkaan: kesä- ja kevätpuukuituihin. Näin ollen voidaan muodostaa kolmea erilaista sidostyyppiä: kevätpuukuidut, kesäpuukuidut sekä kevät-kesäpuusidokset. Kesäpuusidokset ovat lujimpia, mutta niillä on pienin optisesti sitoutunut ala, kun taas kevätpuusidoksilla on suurin optisesti sitoutunut ala mutta pienin lujuus. Kevät-kesäpuusidosten sidosalan ja lujuuden arvot ovat näiden välimaastossa. Röntgennanotomografia on kuvantamismenetelmä, jossa käytetään kappaleen läpäiseviä röntgensäteitä näytteen 3D-mallin muodostamiseksi. Näyte kuvataan useista eri suunnista, ja jokaisen röntgensäteen intensiteetin vaimeneminen rekisteröidään. Otettujen varjokuvien perusteella näytteestä voidaan muodostaa rekonstruktio esimerkiksi suodatettua takaisinprojektiota käyttäen. Sulfaattimenetelmällä valmistetusta havusellumassasta muodostettiin ja kuvattiin 26 kuitusidosnäytettä: 13 kevät-kesäpuusidosta, 7 kesäpuusidosta sekä 6 kevätpuusidosta. Kuvausten perusteella keskimääräinen suhteellinen kontaktiala, joka kuvausmenetelmällä pystyttiin erottamaan, ei vaikuttanut merkittävästi vaihtelevan sidostyyppien välillä. Tulokset viittaavat siihen, että erot suhteellisessa kontaktialassa eivät kenties selitä havaittuja lujuuseroja sidostyyppien välillä.
Paper is a stochastic network of cellulose fibres that bond together by different interactions, most importantly hydrogen bonding. The strength of paper depends on the strength and the bonded area of individual fibre bonds. Since the bonding occurs in the molecular range, the actual bonded area is difficult to measure accurately. In geographic areas with distinct seasonal changes, cellulose fibres obtained from wood have different properties depending on whether they developed early or late in the growth season. The fibres are usually divided into two categories: springwood and summerwood fibres. As such, three fibre bond types exist: springwood, summerwood, and spring-to-summerwood bonds. Summerwood bonds are the strongest in bearing load but have the lowest optically bonded area, while springwood bonds conversely have the greatest optically bonded area but are the weakest. Spring-to-summerwood bonds have intermediate values in both the strength and the bond area. X-ray nanotomography is a non-invasive imaging method that uses X-rays penetrating a body to produce a 3D representation of the sample. The sample is imaged from a number of directions, upon which the attenuation of each X-ray beam's intensity through the sample is recorded. Filtered backprojection algorithm can then be used to create a reconstruction of the sample based on the acquired shadowgraphs. In total, 26 softwood kraft pulp cellulose fibre bonds were prepared and imaged, 13 of which were spring-to-summerwood, 7 summerwood, and 6 springwood fibre bonds. According to the results, the average relative contact area, as could be resolved with the imaging apparatus, did not seem to significantly differ between bond types. These findings suggest that the observed strength differences between bond types might not be explained by differences in relative contact area.
1 verkkoaineisto (133 sivua)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Measuring the contact area in cellulose fibre bonds using X-ray nanotomography
Files in this item
This item appears in the following Collection(s)
Pro gradu -tutkielmat [24105]
Show simple item record
Showing items with similar title or keywords.
X-Ray Nanotomography of Individual Pulp Fibre Bonds Reveals the Effect of Wall Thickness on Contact Area
Sormunen, T.; Ketola, A.; Miettinen, Arttu; Parkkonen, Joni; Retulainen, E. (Nature Publishing Group, 2019)
Fibre bonds play an essential role in various properties of paper. Much research has focused on their  strength, but the determination of the actual contact area also provides a challenge. Many of the  research methods ...
Characterization of micro-fibrillated cellulose fiber suspension flow using multi scale velocity profile measurements
Kataja, Markku; Haavisto, Sanna; Salmela, Juha; Lehto, Roope; Koponen, Antti (Mid Sweden University, 2017)
Measuring intrinsic thickness of rough membranes: application to nanofibrillated cellulose films
Miettinen, Arttu; Ekman, Axel; Chinga-Carrasco, Gary; Kataja, Markku (Springer US, 2015)
Adequate measurement of thickness of sheet-like materials or membranes is most important for quantifying their properties such as density, barrier properties and mechanical strength. Depending on the surface roughness of ...
Online measurement of floc size, viscosity, and consistency of cellulose microfibril suspensions with optical coherence tomography
Lauri, Janne; Haavisto, Sanna; Salmela, Juha; Miettinen, Arttu; Fabritius, Tapio; Koponen, Antti I. (Springer, 2021)
In this study, cellulose microfibril (CMF) suspensions were imaged during pipe flow at consistencies of 0.4%, 1.0%, and 1.6% with optical coherence tomography (OCT) to obtain images of the structure and the local velocity ...
Improving methods in X-ray nanotomography of fibre bonds
X-ray nanotomography has proven to be a useful yet challenging method in the study of cellulose fibre bonds. The challenges encountered in previous researches are related to lengthy imaging times and low success rate per ...
Tunes and musical notes
All of JYXCollection listBy Issue DateAuthorsSubjectsPublished inDepartmentDiscipline
How to publish in JYX?
Publish Your Thesis Online
Open Science at the JYU
Unless otherwise specified, publicly available JYX metadata (excluding abstracts) may be freely reused under the CC0 waiver.