Quantitative measurements of capillary coating penetration in relation to wood and coating properties

English. In order to study quantitatively the relations between the properties of waterborne coatings and their penetration, two techniques have been developed and applied to five different pigmented paints and unpigmented binders. The first technique measures the depth of penetration into the axial direction, the second one measures the change of contact-angle and volume of a coating droplet as a function of time. The low-shear viscosity of the pigmented paint has a strong influence on the degree of penetration; surface tension seems to be less important as long as the coating wets the cell capillary fairly well. The diameter of the wood cell also has an influence on the degree of penetration, although both negative and positive correlations were found depending on the coating type. From the impact of wood moisture content and the differences between binders with comparable viscosities it can be assumed that the rate of transfer of water from liquid coating to cell wall and the subsequent increase in viscosity has a strong impact on penetration. Experimental results have been compared with calculations based on theoretical models for capillary penetration. In some cases the predictions were fairly adequate, but strong deviations were also observed.

German. Um die Beziehung zwischen den Eigenschaften von wasserloeslichen Anstrichen und deren Eindringtiefe zu untersuchen, wurden zwei Methoden entwickelt und auf fuenf verschieden pigmentierte Anstriche und nicht-pigmentierte Bindemittel angewendet. Die erste Methode bestimmt die Eindringtiefe in axialer Richtung, die zweite misst die zeitliche Aenderung des Kontaktwinkels und des Volumens eines Tropfens. Die Viskositaet der pigmentierten Anstriche hat einen grossen Einfluss auf die Eindringtiefe. Die Oberflaechenspannung scheint weniger bedeutend zu sein, solange die Kapillaren durch das Anstrichmittel gut benetzt werden. Der Durchmesser der Holzzellen hat ebenfalls einen Einfluss auf die Eindringtiefe, wenn auch je nach Anstrichtypsowohl negative als auch positive Korrelationen gefunden wurden. Aufgrund der Ergebnisse bezueglich der Holzfeuchte sowie des unterschiedlichen Verhaltens der Bindemittel vergleichbarer Viskositaet kann geschlossen werden, dass die Uebergangsrate von Wasser des fluessigen Bindemittels in die Zellwand und der dadurch verursachte Anstieg der Viskositaet einen starken Einfluss auf die Eindringtiefe hat. Die experimentellen Ergebnisse wurden verglichen mit Berechnungen der kapillaren Eindringtiefe aufgrundtheoretischer Modelle. In einigen Faellen fuehrte die Vorhersage zu annehmbaren Ergebnissen. Allerdings wurden auch grosse Abweichungen gefunden.