紙・木材

イプレクサーによる検査 — 湿度による紙の動的粘弾性特性への影響

紙製品

紙製品はティッシューやコーヒー用フィルターなどの一般的で日常的に使用される家庭用途から、燃料フィルターや化学用途アプリケーションに使用される産業用フィルターなどの重要な役割を持つ製品まで多岐にわたります。これら製品に求められる機械的・熱的特性は用途により大きく異なり、怏々として製品特性と求められる特性が適合しないこともあります。

ティッシュペーパー

ティッシュペーパーに求められる特性として形状の安定と引き裂きへの耐久性が挙げられます。より重要な特性として余分な液体を拭き取るための吸湿性求められます。残念ながら液体を吸湿した製品の形状安定性と引張強度は極端に低下します。この特性の変化は動的粘弾性により明確にすることが可能です。

乾燥・吸湿ペーパーの動的粘弾性による解析

図1:乾燥サンプル(Dry)と吸湿サンプル(Wet)の試験データ

吸湿によるティッシュペーパーの特性変化を解明するため動的粘弾性試験を行いました。短冊状に切り出されたサンプルを室温、周波数10Hzで室温にて試験しております。
dryとwetいずれの試験において静的荷重2Nがサンプルに与えられ、次に動的荷重±0.5Nの振幅が与えられます。
湿度の影響はE’弾性率に直接及んでおり、50%以上の弾性率の低下が見られます。
内部損失を表すtanδも吸湿により大きく異なり、粘度は湿度の吸湿により40%以上も増加します。
ティッシュペーパーには測定直前におよそ相対湿度95%のスチームにより吸湿させます。測定中にサンプルは乾燥し始め、サンプルの大きな表面ではより高い液体の蒸発率が観察されます。

ティッシュの乾燥

時間の経過によりティッシュペーパーの乾燥は進行することでE’貯蔵弾性率は上昇し、tanδは低下します。これらの値は乾燥したdryサンプルの試験データに近づきます。

製品ラインナップ

動的粘弾性測定
イプレクサー25N〜500N
動的粘弾性測定
イプレクサー2000N/4000N
動的粘弾性測定
イプレクサー6000N/8000N
動的粘弾性測定
ガボメーター2000N/4000N