Field test of hydrophobic and superhydrophobic surfaces in a paper machine for easy-to-clean application

• Autorzy: Laakso J. , Zhang X. , Heinonen S. , Levanen E.

Warianty tytułu

PL

Badania eksploatacyjne powierzchni hydrofobowych i superhydrofobowych w maszynie papierniczej w przypadku zastosowania łatwy do czyszczenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Hydrophobic and superhydrophobic surfaces were field-tested on two locations in a paper machine to see the easy-to-clean property, compared with a reference surface. One test site was near machine wire which was wet place exposed to fibres and wood extracts, and the other was at size roll, where was much drier and surfaces were exposed to glue aerosol. The test period was 16 days. At the end of the field test, all the surfaces were covered with substances collected from the paper machine environment. The surfaces were then washed by pressurized water. For the surfaces tested near the machine wire, the collected substances could only be washed away slightly and therefore no surface was easy-to-clean. However, for the surfaces tested at the size roll, the washed hydrophobic and superhydrophobic surfaces became quite clean. The field-tested surfaces were characterized visually and by stereomicroscopy, scanning electron microscopy and contact angle measurement. The results show that the application of hydrophobic and superhydrophobic surface as easy-to-clean surface depends on the testing location where different types of substances exist. The hydrophobic surface works almost as good as the superhydrophobic surface in size roll to have easy-to-clean property.. Keywords: Hydrophobic, Superhydrophobic, Easy-to-clean, Field test, Paper machine

PL

Powierzchnie hydrofobowe i superhydrofobowe poddano badaniom eksploatacyjnym w dwóch miejscach maszyny papierniczej, aby obserwować cechę łatwości oczyszczania w porównaniu z powierzchnią odniesienia. Jedno badane miejsce znajdowało się w pobliżu prętów maszyny i było mokrym miejscem wystawionym na działanie włókien i ekstraktów drewnianych; drugie badane miejsce znajdowało się przy walcu formatowym, gdzie było bardziej sucho, a powierzchnie były wystawione na działanie aerozolu klejowego. Okres badania wynosił 16 dni. Po zakończeniu badań eksploatacyjnych wszystkie powierzchnie pokryły substancjami zebranymi ze środowiska maszyny papierniczej. Powierzchnie te umyto następnie wodą pod ciśnieniem. W przypadku powierzchni badanych w pobliżu prętów maszyny, zgromadzone substancje można było zmyć tylko częściowo i dlatego żadna powierzchnia nie charakteryzowała się łatwością czyszczenia. Jednakże w przypadku powierzchni badanych przy walcu formatowym, powierzchnie hydrofobowa i superhydrofobowa poddane myciu były całkowicie czyste. Powierzchnie poddane badaniom eksploatacyjnym zostały scharakteryzowane wizualnie, za pomocą mikroskopu stereoskopowego i skaningowego oraz za pomocą pomiarów konta zwilżania. Wyniki pokazują, że zastosowanie powierzchni hydrofobowej i superhydrofobowej jako powierzchni łatwej do oczyszczania zależy od miejsca badania, gdzie występują substancje różnego typu. Powierzchnia hydrofobowa pracuje na wałku formatowym prawie tak samo dobrze jak powierzchni superhydrofobowa, wykazując właściwość łatwości czyszczenia.

Słowa kluczowe

EN

hydrophobic; superhydrophobic; easy-to-clean; field test; paper machine

PL

hydrofobowy; superhydrofobowy; łatwy w czyszczeniu; badania eksploatacyjne; maszyna papiernicza

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 64, nr 2
• Strony: 162--167
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.

Twórcy

autor

Laakso J.

autor

Zhang X.

autor

Heinonen S.

autor

Levanen E.

• Tampere University of Technology, Department of Materials Science, P. O. Box 589, FIN-33101 Tampere, Finland,

Bibliografia

• [1] Barthlott, W., Neinhuis, C.: „Purity of the Sacred Lotus, or Escape from Contamination in Biological Surfaces”, Planta, 202, (1997), 1-8.
• [2] Feng, L., Li, S., Li, Y., Li, H., Zhang, L., Zhai, J., Song, Y., Liu, B., Jiang, L., Zhu D.: „Super-Hydrophobic Surface: from Nature to Artificial,” Adv. Mat., 14, (2002), 1857-1860.
• [3] Shang, H. M., Wang, Y., Limmer, S. J., Chou, T. P., Takahashi, K., Cao G. Z.: „Optically Transparent Superhydrophobic Silica-Based Films”, Thin Solid Films, 472, (2005), 37-43.
• [4] Zhang, X., Liu, X., Laakso, J., Levänen, E., Mäntylä, T.: „Easyto-Clean Property and Durability of Superhydrophobic Flaky γ-Alumina Coating on Stainless Steel in Field Test at a Paper Machine”, Appl. Surf. Sci., 258, (2012), 3102-3108.
• [5] Zhang, X., Honkanen, M., Järn, M., Peltonen, J., Pore, V., Levänen, E., Mäntylä, T.: „Thermal Stability of the Structural Features in the Superhydrophobic Boehmite Films on Austenitic Stainless Steel”, Appl. Surf. Sci., 254, (2008), 5129-5133.
• [6] Zhang, X., Järn, M., Peltonen, J., Pore, V., Vuorinen, T., Levänen, E., Mäntylä, T.: „Analysis of Roughness Parameters to Specify Superhydrophobic Antireflective Boehmite Films Made by the Sol-Gel Process,” J. Eur. Ceram. Soc., 28, (2008), 2177-2181.
• [7] Zhang, X., Honkanen, M., Pore, V., Vuorinen, T., Levänen, E., Mäntylä, T.: „Effect of Heat-Treating Gel Films on the Formation of Superhydrophobic Boehmite Flaky Structures on Austenitic Stainless Steel”, Ceram. Int., 35, (2009),1559-1564.
• [8] Zhang, X., Honkanen, M., Pore, V., Vuorinen, T., Levänen, E., Mäntylä, T.: „Transition Alumina Nanoparticles and Nanorods from Boehmite Nanofl akes”, J. Crys. Growth, 310, (2008), 3674-3679.