Open Labware: 3-D printing your own lab equipment.

The introduction of affordable, consumer-oriented 3-D printers is a milestone in the current "maker movement," which has been heralded as the next industrial revolution. Combined with free and open sharing of detailed design blueprints and accessible development tools, rapid prototypes of complex products can now be assembled in one's own garage--a game-changer reminiscent of the early days of personal computing. At the same time, 3-D printing has also allowed the scientific and engineering community to build the "little things" that help a lab get up and running much faster and easier than ever before.

Painatuksen UV-stabiilisuuden optimointi fenolihartsatussa paperissa

Tässä diplomityössä tutkittiin painetun paperin ja siitä fenoliformaldehydihartsilla impregnoimalla valmistetun pinnoituskalvon UV-stabiilisuuden parantamis-mahdollisuuksia. Työn kirjallisuusosassa käsitellään painetun pinnoituskalvon valmistusprosessia ja painatuksen UV-valonkestoon vaikuttavia tekijöitä. Painovärin pigmentti, sen määrä ja käsittely, painovärin sideaine sekä fenoliformaldehydihartsi ja sen lisäaineet vaikuttavat pinnoitetun betonoimisvanerin säänkesto-ominaisuuksiin. Erilaisilla epäorgaanisilla valkoisilla pigmenteillä ja kidemuodoilla on erilainen UV-valonkesto ja taitekerroin. Päällystämällä titaanidioksidi esimerkiksi alumiini- tai zirkoniumoksideilla sen UV-valonkestoa voidaan parantaa merkittävästi. UV-hajoaminen voidaan havaita painetun pinnoitteen liituuntumisena. Liituuntumista voidaan pitää veden ja hapen välisenä reaktiona, jota titaanidioksidi ja UV-säteily katalysoivat. Sen takia myös muiden valkoisten epäorgaanisten pigmenttien ominaisuuksia ja käyttöä selvitettiin. Kokeissa käytettiin yhdeksää eri painoväriä, kahta eri paksuista paperia ja kahta eri tyyppistä hartsia. Painovärejä ohennettiin vedellä ja paperin painopuolta vaihdeltiin. Kaikissa painatuksissa käytettiin kolmea eri rasterointiasteen laattaa, jolloin painovärin määrää paperissa saatiin vähennettyä. Painetuista papereista mitattiin densiteetti, värimäärä, pisara-absorptio vedellä ja kontaktikulma hartsilla. Myös painovärin tunkeumaa selvitettiin paperin poikkileikeistä tehtyjen SEM-kuvien avulla. Painetut paperit impregnoitiin fenoliformaldehydihartsilla kalvoksi. Pinnoituskalvot puristettiin vanerin pinnalle laboratoriopuristimella. Koekappaleet altistettiin UV-valolle, sateelle ja pakkaselle sääkaapissa 400 h ajan, mikä vastaa noin 1,5 vuotta ulkona Suomen oloissa. Kappaleista mitattiin kiilto, värinmuutos ja liituuntuminen. Pinnoitteen liituuntumista tapahtui vähiten niissä koepisteissä, joissa painatus oli tehty 30 % rasteroidulla laatallaSäänkestävä TiO2 osoittautui hyväksi, mutta myös ZnO-pigmentillä saatiin hyviä tuloksia. ZnO-koepisteessä liituuntumisreaktio ei ole niin voimakkaasti katalysoitu kuin TiO2-koepisteissä. Paksun paperin painatuspuolella näytti olevan merkitystä säänkestoon. Huopapuolelle painettuna pinnoitteen liituuntuminen oli vähäisempää

An Optimum Coating Colour Formula for CSWO-printing

Pigmenttipäällystyksen tarkoituksena on parantaa painopapereiden pintaominaisuuksia. Tämän työn tarkoituksena oli löytää sopiva päällystyspasta päällystetylle coldset-paperille. Kirjallisuusosassa on käsitelty coldset-painatusta ja sen ongelmia. Päällystysmenetelmän perusteita, pastan ominaisuuksia ja niiden vaikutusta päällystystulokseen on myös käsitelty. Lisäksi on esitelty joitakin päällystetyn paperin pinnantutkimusmenetelmiä. Kokeellisessa osassa on tutkittu erilaisten pastakoostumusten ja päällystemäärien sekä kalanteroinnin vaikutusta paperin painettavuuteen. Paperit on päällystetty Helicoaterilla ja joitakin pastoja on testattu myös pilot-mittakaavaisessa päällystyksessä. Selitystä paperin käyttäytymiseen painatuksessa on etsitty päällystetyn paperin pintarakenteesta. Paras painettavuus saavutetaan päällysteellä, jossa pigmenttinä on vain karbonaatti. Painojälkeä voidaan parantaa käyttämällä kalsinoitua kaoliinia yhdessä karbonaatin kanssa, mutta tämän päällysteen pintalujuus ei ole riittävä CSWO-painatukseen. Tärkkipigmentti parantaa veden ja painovärin absorptiota ja siten tekee painetun tuotteen kuivemmaksi ja miellyttävämmän tuntuiseksi, mutta aiheuttaa smearingia. Tämä johtuu liian nopeasta musteen asettuvuudesta. "Pehmeä" SB-lateksi soveltuu paremmin offset-painatukseen kuin "kova" lateksi, joka sisältää myös PVAc:ta. "Pehmeällä" lateksilla saadaan parempi pintalujuus ja painojälki kuin "kovalla" lateksilla. Paperin pölyävyyttä painatuksessa voidaan vähentää nostamalla päällystemäärää ja laskemalla pastan kuiva-ainepitoisuutta. Kalanteroinnilla ei pintalujuutta tai painojälkeä voida parantaa. Selitys tutkimuksessa käsiteltyjen papereiden painojäljelle ja painettavuudelle löydetään tutkimalla päällysteen pintarakennetta. Painojälkeen vaikuttaa eniten päällysteen peittoaste. Huonoa peittävyyttä voidaan parantaa nostamalla päällystemäärää. Pölyäminen painatuksessa johtuu pigmenteistä, jotka eivät ole sidottuja paperin pintaan. Tämä taas johtuu pastan huonosta vesiretentiosta. Hyödyllisintä tietoa näiden papereiden pintarakenteesta saadaan tutkimalla pintaa pyyhkäisyelektonimikroskoopilla (SEM), atomivoimamikroskoopilla (AFM) ja laserindusoidulla plasmaspektrometrilla (LIPS). LIPSin etuna on se, että päällystemääräjaukauma voidaan määrittää sekä x-y- että z-suunnassa samanaikaisesti samasta kohdasta. LIPSissä myös näytteen preparointitarve on hyvin vähäinen.

Digital printing delivering value to the value network: CASE: STORA ENSO OYJ

Tutkielman tavoitteena oli tutkia, millaista arvoa digitaalinen painatusmenetelmä tuo yrityksen arvoverkostoon. Teoriaosassa tavoite oli rakentaa digitaalipainatuksen arvoverkostoa tutkien kirjallisuutta liittyen arvoketju- ja arvoverkostoajatteluun. Myös aiemmat tutkimukset ja kirjallisuus liittyen digitaalipainatukseen rakensivat osaltaan teoreettisen viitekehyksen muodostumista. Aiemmat tutkimukset digitaalisen painomenetelmän mahdollisuuksista ovat hyvin tekniikkapainotteisia, siksi tämä tutkimus liittyy enemmän kaupallisiin mahdollisuuksiin. Empiirinen osio tutkimuksesta tehtiin kvalitatiivisena case -tutkimuksena, johon sisältyi yksi alayksikkö. Eli tutkittiin yhtä casea, jossa oli kaksi osapuolta. Tutkielma liittyy kiinteästi Stora Enson ja Valion väliseen digipainatus-projektiin, joka käynnistettiin helmikuussa 2001. Tutkielman teemahaastatteluihin valittiin henkilöt tästä projektiryhmästä. Projektiryhmän mielipiteitä ja havaintoja hyödyntäen pyrittiin löytämään tukea ja eroavaisuuksia teoriaosan muodostamaan viitekehykseen ja informaatioon. Empiirinen osuus tuki teoriaosassa esittämiä väittämiä hyvin, mutta myös muutamia uusia havaintoja esiintyi. Tutkimusongelmaan löydettiin monia vastauksia: digitaalipainatus luo arvoa yrityksen jakeluketjuun vähentämällä varastoja ja nopeuttamalla toimituksia. Jäätelöpakkausten markkinointi on aivan uuden haasteen edessä, koska mahdollisuudet kasvavat digitaalipainatuksen myötä huomattavasti. Kartongin valmistajalle arvo tulee parempien tuotteiden kautta, joista saa myös paremman tuoton. Digitaalipainatuksen arvoverkostossa tulee tapahtumaan muutoksia jatkossa, eri osapuolten roolit saattavat muuttua radikaalisti. Kuka hoitaa painatusta ja miten?

The Comprehensive Standardization of the Graphic Industry Production Chain in the Printing House

The purpose of this thesis was to investigate Job Definition Format (JDF) and how it could be used in printing house's systems. JDF is a very new information exchange standard, and it gives a lot of opportunities to the printing industry. JDF is the first standard, that has an ability to carry a print job from genesis through completion. Besides, JDF has an ability to bridge the communication gap between production and management information services. In the study of JDF we focused on examining how JDF will effect on printing industry .The thesis also examines printing houses's systems ability to work with JDF standard. The result of the study is a comprehensive picture, what is JDF. We also researched the system developers' visions, how JDF will effect on their products in the future.

Quality potential of DIP and hardwood CTMP based raw materials in woodcontaining printing paper

The objective of the thesis was to define the quality potential of DIP and hardwood CTMP based raw material furnish for a printing paper production and to define the end product's pulp-based boundary conditions especially when thinking of Chinese markets. Although the Chinese paper industry expands rapidly, the production of some paper grades is still exiguous. Especially the softwood resources are limited in Asia, thus the purpose of the thesis was to find out the possibilities to produce printing paper in China from local raw materials. Bleached CTMP can be produced, for example, from fast-growing hardwood species like eucalyptus and poplar. Therefore in this thesis it was examined if good quality printing paper is possible to produce by using deinked pulp and hardwood CTMP based furnish. In the first section of experimental part, various deinked pulps and chemithermomechanical pulps were compared. The deinked pulps were from China, Central Europe and Finland. Central European was made for magazine papers, and the Chinese as well as the Finnish pulps were made for newsprints. Two of the BCTMPs were from China and those both were made from poplar, whereas one BCTMP was made from eucalyptus in a pilot plant. There were significant differences especially between BCTMPs and their paper properties. In the second section of experimental part, the deinked pulp and eucalyptus BCTMP were blended to produce handsheets. The results show that producing the highest quality printing paper would be difficult from these raw materials. Deinked pulp affected especially the strength and optical properties as well as calender blackening. The BCTMP was found to have effects mostly on the smoothness, strength and optical properties as well as calender blackening.

Validation of plant dynamic model by online and laboratory measurements – a tool to predict online COD loads out of production of mechanical printing papers

COD discharges out of processes have increased in line with elevating brightness demands for mechanical pulp and papers. The share of lignin-like substances in COD discharges is on average 75%. In this thesis, a plant dynamic model was created and validated as a means to predict COD loading and discharges out of a mill. The assays were carried out in one paper mill integrate producing mechanical printing papers. The objective in the modeling of plant dynamics was to predict day averages of COD load and discharges out of mills. This means that online data, like 1) the level of large storage towers of pulp and white water 2) pulp dosages, 3) production rates and 4) internal white water flows and discharges were used to create transients into the balances of solids and white water, referred to as “plant dynamics”. A conversion coefficient was verified between TOC and COD. The conversion coefficient was used for predicting the flows from TOC to COD to the waste water treatment plant. The COD load was modeled with similar uncertainty as in reference TOC sampling. The water balance of waste water treatment was validated by the reference concentration of COD. The difference of COD predictions against references was within the same deviation of TOC-predictions. The modeled yield losses and retention values of TOC in pulping and bleaching processes and the modeled fixing of colloidal TOC to solids between the pulping plant and the aeration basin in the waste water treatment plant were similar to references presented in literature. The valid water balances of the waste water treatment plant and the reduction model of lignin-like substances produced a valid prediction of COD discharges out of the mill. A 30% increase in the release of lignin-like substances in the form of production problems was observed in pulping and bleaching processes. The same increase was observed in COD discharges out of waste water treatment. In the prediction of annual COD discharge, it was noticed that the reduction of lignin has a wide deviation from year to year and from one mill to another. This made it difficult to compare the parameters of COD discharges validated in plant dynamic simulation with another mill producing mechanical printing papers. However, a trend of moving from unbleached towards high-brightness TMP in COD discharges was valid.

Functional neuroanatomy of contextual acquisition of concrete and abstract words

The meaning of a novel word can be acquired by extracting it from linguistic context. Here we simulated word learning of new words associated to concrete and abstract concepts in a variant of the human simulation paradigm that provided linguistic context information in order to characterize the brain systems involved. Native speakers of Spanish read pairs of sentences in order to derive the meaning of a new word that appeared in the terminal position of the sentences. fMRI revealed that learning the meaning associated to concrete and abstract new words was qualitatively different and recruited similar brain regions as the processing of real concrete and abstract words. In particular, learning of new concrete words selectively boosted the activation of the ventral anterior fusiform gyrus, a region driven by imageability, which has previously been implicated in the processing of concrete words.

Effects of Surface Properties and Wood Modification into Direct Printing on Wood

Building industry is a high volume branch which could provide prominent markets for wood based interior decoration solutions. Competition in interior decoration markets requires versatility in appearance. Versatility in wood appearance and added value could be achieved by printing grain patterns of different species or images directly onto wood. The problem when planning wood printing’s implementing into durable applications is basically how to transfer a high quality image or print sustainably onto wood, which is porous, heterogeneous, dimensionally unstable, non-white and rough. Wood preservation or treating, and modification can provide durability against degradation but also effect to the surface properties of wood which will effect on printability. Optimal adhesion is essential into print quality, as too high ink absorbance can cause spreading and too low ink absorbance cause pale prints. Different printing techniques have different requirements on materials and production. The direct printing on wood means, that intermedias are not used. Printing techniques with flexible printing plates or in fact non-impact techniques provide the best basis for wood printing. Inkjet printing of wood with different mechanical or chemical surface treatments, and wood plastic composite material gave good results that encourage further studies of the subject. Sanding the wood surface anti-parallel to the grain gave the best overall printing quality. Spreading parallel to the grain could not be avoided totally, except in cases where wood was treated hydrophobic so adhesion of the ink was not sufficient. Grain pattern of the underlying wood stays clearly visible in the printed images. Further studies should be made to fine tune the methods that already gave good results. Also effects of moisture content of wood, different inks, and long-term exposure to UV-radiation should be tested.

Corrosion of steel reinforced concrete in the tropical coastal atmosphere of Havana City, Cuba

The influence of chloride deposition rate on concrete using an atmospheric corrosion approach is rarely studied in the literature. Seven exposure sites were selected in Havana City, Cuba, for exposure of reinforced concrete samples. Two significantly different atmospheric corrosivity levels with respect to corrosion of steel reinforced concrete were observed after two years of exposure depending on atmospheric chloride deposition and w/c ratio of the concrete. Changes in corrosion current are related to changes in chloride penetration and chloride atmospheric deposition. The influence of sulphur compound deposition could also be a parameter to consider in atmospheric corrosion of steel reinforced concrete.

Toiminnanohjausjärjestelmä tarrapainolle

Tämä diplomityö on selostus tarraetikettejä valmistavalle yritykselle talon sisäisesti toteutetusta toiminnanohjausjärjestelmän kehitysprojektista. Projektissa luotiin ohjelmisto tukemaan yrityksen keskeisimpiä toimintoja, kuten myyntiä, asiakkuuksien hallintaa, tuotantoa, materiaalihallintoa sekä johdon päätöksentekoa. Työssä tarkastellaan ensin yrityksen menettelytapoja ja valmistusmenetelmiä, ja kerätään niistä konkreettisia vaatimuksia järjestelmälle. Nämä yhdistetään muista tutkimuksista kerättyihin toiminnanohjausjärjestelmien mahdollisuuksiin ja riskeihin sekä laaditaan näistä projektin tavoitteet. Seuraavaksi käydään läpi toteutuksessa tehdyt suunnitteluratkaisut ja niihin johtaneet seikat. Toteutetut toiminnot ja ominaisuudet esitellään perusteluineen. Lopuksi analysoidaan projektin onnistumista peilaten sitä muihin aiheeseen liittyviin tutkimustuloksiin. Käyttöönottoprosessin vaiheet ja siinä esiintyneet ongelmat käydään myös lyhyesti läpi.

Consumer Attitudes on Aroma Printing

Olfactory packaging is an emerging technology which uses the aromatic capsules to release various scents. Normally, manufacturers add these aromatic capsules in the printing ink, the label or packaging material itself. When the aromatic capsules meet suitable release triggers, the scents will be released. The common release triggers are external forces, temperature changes, humidity changes and so on. The aim for this Masters of Science Thesis is to understand the aroma printing technology from literature and make market research for this kind of technology. The main target is to collect the current technology principle of aroma packaging and figure out how they are implemented on products with those. In addition, an investigation is made about consumers' attitudes from Chinese and Finnish market through the questionnaire, and the market potential is analyzed as well. The key points researched in this work are: the general attitudes on aroma printing technology, market potential and economic possibilities. This thesis specifies the main technologies used in aroma printing, the solutions of products with aroma packaging and the original results of the questionnaires. It also includes analysis of the acceptance of Chinese and Finnish consumers, what are their opinions of the aroma printing technology and the products packed by aroma printing technology. In addition, various factors which impact the market is discussed in the thesis. At last, some comparisons are made from the point of views of similarities and differences between Chinese and Finnish market.

Determining the concrete stiffness matrix through ultrasonic testing

The determination of the modulus tangent (Eci ) and of the modulus secant (Ecs) of the concrete can be done using compression test but, to be simpler, it is used relations with characteristic strength (f ck). Relations are also used to determine the transversal modulus (Gc) and, in the case of the Poisson's ratio (ν), a fixed value 0.20 is established. The objective of this research was to evaluate the use of the ultrasonic propagation waves to determine these properties. For the tests were used specimens with f ck varying from 10 to 35 MPa. For the ultrasonic tests were used cylindrical and cubic specimens. The modulus of deformation obtained by ultrasound was statistically equivalent to the obtained by compression tests. The results of modules obtained using the relations with f ck was far away from those obtained by ultrasound or by compression tests. The Poisson's ratio obtained by ultrasound was superior to the fixed value. We can conclude that the concrete characterization by ultrasound is consistent and, to this characterization the cylindrical specimen, normally used to determine f ck, can be used.

Physiological evaluation of heat stress in gestating sows under different housing systems in bedding and concrete floor

The purpose of this paper was to observe the use of bedding (wood shavings) in physiological variables that indicate thermal stress in gestating sows. The experiment was conducted in order to evaluate the effect of two types of floor (concrete and wood shavings). Worse microclimatic conditions were observed in bedding systems (P<0.05), with an increase in temperature and enthalpy of 1.14 ºC and 2.37 kJ.kg dry air-1, respectively. The floor temperature at the dirty area was higher in the bedding presence in comparison to its absence. In spite of the worse microclimatic conditions in the bedding, the rectal temperature did not differ significantly (P>0.05) but the skin surface temperature was higher in the bedding systems. The same occurred with the respiratory rates. The physical characteristics of the floor material influenced the rate of heat loss by conductance. Estimated values were 35.04 and 7.99 W m-2 for the conductive heat loss between the animal and floor for treatments with or without bedding, respectively. The use of bedding in sow rearing has a negative impact on microclimatic conditions, what implies in thermoregulatory damages.