Numerical and physical modeling of the permeability of paper to CMC and coating liquids

• Published in: Canadian journal of chemical engineering Vol. 75; no. 5; pp. 949 - 955
• Main Authors: Poulin, N., Tanguy, P. A., Aspler, J., Larrondo, L.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Hoboken Wiley Subscription Services, Inc., A Wiley Company 01-10-1997; Wiley
• Subjects: Applied sciences; Exact sciences and technology; flow in porous media; Lucas-Washburn equation; numerical simulation; paper coating; Paper, paperboard, non wovens; permeability; Polymer industry, paints, wood; Properties and testing; Wood. Paper. Non wovens; Cellulose(carboxymethyl); Paper; Numerical simulation; Aqueous solution; Experimental study; Liquid permeability; Coating(paper); Modeling; Physical properties
• ISSN: 0008-4034; 1939-019X
• DOI: 10.1002/cjce.5450750515

The penetration of CMC solutions and coating liquids into paper sheets was investigated experimentally and modeled using a Lucas‐Washburn equation (Lepoutre, 1978) adequately modified to account for the dynamic contact angle and the coating fluid rheology. A numerical simulation of the fluid penetration based on the finite element resolution of the Navier‐Stokes equations was carried out as well. The numerical predictions and the predictions of the Lucas‐Washburn equation were compared with the experimental data showing the limitations of the models.
La pénétration de solutions de CMC et de sauces de couchage dans des feuilles de papier a été étudiée expérimen‐talement et modélisée par l'équation de Lucas‐Washburn (Lepoutre, 1978) modifiée de façon à tenir compte de l'angle de contact dynamique et de la rhéologie des sauces. On a également effectué une simulation numérique de la pénétration du fluide basée sur la résolution par éléments finis des équations de Navier‐Stokes. Les prédictions numériques et les prédictions de l'équation de Lucas‐Washbum ont été comparées avec les données expérimentales montrant les limites des modèles.