Cemented carbides (WC-Co) are powder metallurgical products produced by liquid phase sintering. WC-Co is widely used for making a large variety of cutting tools, such as drills and inserts turning applications, due to its great mechanical properties, where the hardness of the WC grains is combined with the toughness of the of the Co binder. WC grain size and grain size distribution are the two most important factors to control the mechanical properties of the products. This study examined the grain growth dependence of different milling and sintering times. The resulting grain size and grain size distribution were measured using image analysis on scanning electron microscopy images (SEM) and by using electron backscatter diffraction (EBSD). In addition, the correlation between hardness and coercivity, the most common indirect measures of grain size, and different methods of calculating average grain radius were investigated. An attempt was also made to study the contribution of defects to grain growth. This work also includes an overview of various grain growth equations and a numerical implementation of these. Experimental results show that for shorter sintering times, powders milled for short times (15 min and 1 h) have larger average grain radii. There is a crossover after 6 to 8 h of sintering, where the powders milled for a long time (40 h and 200 h), have larger average radii. The measured hardness values correlate well with the average grain radius calculated from the grain surface area and the coercivity correlates with the established equations. EBSD measurements detected boundaries that could not be detected by image analysis, and that were not Sigma 2 boundaries. It is likely that these boundaries are either low energy boundaries or boundaries between grains that are very closely oriented. Comparing heat-treated powder with the untreated resulted in a lower average grain size after sintering for the heat-treated powder. None of the growth equations investigated in this work could fully describe the experimental grain growth. Through increased understanding of the grain growth, the growth can be controlled and the end product can have the desired tool properties. The occurrence of abnormal grains in cutting tool applications can cause breakage, which is especially important to avoid in applications such as PCB drills. A correlation between hardness and grain size provides further means for cheap and fast indirect measures of the grain size in production. / Hårdmetall är ett pulvermetallurgiskt material som tillverkas genom smältfassintring och som kännetecknas av hårdhet, styvhet och god slitstyrka. Volframkarbidens (WC) kornstorlek och kornstorleksfördelning är två viktiga faktorer för att kontrollera de mekaniska egenskaperna i hårdmetall. I den här studien har korntillväxtens beroende på malning och sintring undersökts. WC-Co maldes och sintrades fyra olika tider och kornstorleksfördelningen mättes med bildanalys på svepelektronmikroskopbilder samt med ``electron backscatter diffraction'' (EBSD). I arbetet har även korrelationen mellan hårdhet, koercivitet och olika sätt att beräkna medelkornstorleken undersökts. Ett försök har också genomförts för att studera hur defekterna i det malda pulvret påverkar korntillväxten. I arbetet har även ett flertal olika tillväxtekvationer modellerats numeriskt och för och nackdelar med de olika tillväxtekvationerna har vägts mot varandra. En lång maltid (40 h och 200 h) visade sig ge liten kornstorlek för sintring kortare än 6 h, men för sintringar längre än 8 h gav istället kort malning (15 min och 1 h) den mindre kornstorleken. Det visade sig att uppmätt hårdhet korrelerar bäst med den medelkornstorleksradie som räknats fram från kornytan. I EBSD mätningarna kunde man observera ett flertal korngränser, utöver Sigma 2 korngränser, som inte hade detekterats med bildanalys. Värmebehandlingen av det malda pulvret minskade korntillväxten under efterföljande sintring. Ingen av de undersökta tillväxtekvationerna kunde beskriva de experimentella resultaten fullt ut. Genom ökad förståelse för korntillväxt kan man kontrollera tillväxten och slutprodukten kan få önskade egenskaper. Förekomsten av abnorm korntillväxt i skärverktyg i hårdmetall är en av de vanligaste kritiska defekterna och det är speciellt viktigt är undvika korntillväxt i tillverkning av små verktyg, som till exempel kretskortsborrar. Hårdhet och koercivitet är de vanligaste indirekta mätmetoderna för att mäta kornstorlek i produktion. En bra korrelation mellan kornstorlek och indirekta mätmetoder ger utökade verktyg för snabba och billiga mätningar.

With the population expected to grow dramatically in the future. The existing state of the ecosystem appears to be worse in the future. One of the key culprits that has been wreaking havoc on the ecosystem is the use of plastic that is used to produce composites. Composites, because to its versatility, has applications in all areas, and as the population grows, so will the demand for them. This can be reduced by using biodegradable and natural materials. The study is done in collaboration with the company Trifilon. The raw materials of the mixture are compared, and the best polymer, fibers, and additives are chosen. Composites made from synthetic raw materials are being replaced by bio-composites, which contain one natural component. The material selected are polypropylene as the polymer, maleic anhydride as compatibilizer and glass fiber for composite while hemp fiber for Bio-composite. To achieve optimal mechanical qualities, the mixture is created using varied amounts of essential components. The mechanical properties aid in defining the industries in which the material can be employed. There are various combinations of raw materials available with varying fiber content, from which the best proportion of the fiber is chosen. For composites and Bio-composites, the fiber content in the mixture is 10% to generate the best material with the appropriate adaptability and flexibility, allowing the material to be used and have applications in several industries. A comparative life cycle evaluation is used to compare the environmental impact of both materials' production procedures. The assessment model was created with the help of a literature review to generate the optimal recipe for composite and bio-composite materials. In most impact categories, bio-composite materials were found to be more sustainable than composite materials. The usage of Polypropylene as a raw material has the greatest influence on global warming, with glass fiber contributing more to global warming than hemp fiber. Future studies could include replacing Polypropylene with natural polymer and hemp fiber with a combination of synthetic and natural fiber to have strong mechanical properties from the synthetic and eco-friendliness from the natural fiber respectively. / Med befolkningen som förväntas växa dramatiskt i framtiden. Ekosystemets befintliga tillstånd verkar vara sämre i framtiden. En av de viktigaste bovarna som har orsakat förödelse på ekosystemet är användningen av plast som används för att producera kompositer. Kompositer har, på grund av sin mångsidighet, tillämpningar inom alla områden, och när befolkningen växer kommer efterfrågan på dem att öka. Detta kan minskas genom att använda biologiskt nedbrytbara och naturliga material. Studien görs i samarbete med företaget Trifilon. Blandningens råmaterial jämförs och den bästa polymeren, fibrerna och tillsatserna väljs. Kompositer tillverkade av syntetiska råvaror ersätts av biokompositer som innehåller en naturlig komponent. Materialet som väljs är polypropen som polymer, maleinsyraanhydrid som kompatibiliseringsmedel och glasfiber för komposit medan hampafiber för biokomposit. För att uppnå optimala mekaniska egenskaper skapas blandningen med olika mängder väsentliga komponenter. De mekaniska egenskaperna hjälper till att definiera de branscher där materialet kan användas. Det finns olika kombinationer av råvaror med varierande fiberhalt, från vilka den bästa andelen av fibern väljs. För kompositer och biokompositer är fiberinnehållet i blandningen 10 % för att generera det bästa materialet med lämplig anpassningsförmåga och flexibilitet, vilket gör att materialet kan användas och ha tillämpningar inom flera industrier. En jämförande livscykelutvärdering används för att jämföra miljöpåverkan från båda materialens produktionsprocedurer. Bedömningsmodellen skapades med hjälp av en litteraturöversikt för att generera det optimala receptet för komposit- och biokompositmaterial. I de flesta påverkanskategorier visade sig biokompositmaterial vara mer hållbara än kompositmaterial. Användningen av polypropen som råvara har störst inflytande på den globala uppvärmningen, med glasfiber som bidrar mer till den globala uppvärmningen än hampafiber. Framtida studier kan innefatta att ersätta polypropen med naturlig polymer och hampafiber med en kombination av syntetiska och naturliga fibrer för att ha starka mekaniska egenskaper från syntet respektive miljövänlighet från naturfiber.

Fast-bränsle-raketer (SRM) har funnit sin plats i en stor mängd tillämpningar sedan deras framkomst mer än 2000 år sedan. En SRMs prestanda är förutbestämd av geometrin av drivmedelskrutet och är begränsad av gjutningsmetoden, som idag främst används i produktion. Forskning inom 3D-skrivning av drivmedelskrut har undersökt nya komplexa geometrier som kan öka prestandan. Studier kring 3D-skrivning med UV-härdning är få till antalet och undersöks i detta projekt. Ett bindemedel av polyuretandiakrylat (PUDA) har syntetiserats och därefter karakteriserats, med och utan diverse monomerer genom dragprovsmätningar och differentialkalorimetri (DSC). Tillsats av tvärbindarna 1,6-hexandioldiakrylat (HDDA) samt trimetylolpropantriakrylat (TMPTA) till PUDA producerade ett mer sprött material. Denna skillnaden var mer påtaglig för TMPTA än HDDA, vilket tillskrivs den högre akrylatfunktionaliteten i den förstnämnda. Den kommersiella produkten Ebecryl 113 har karakteriserats med inerta fyllmedel. Härddjupet (DOC) undersöktes med Ebecryl 113 i ett experiment, vilket påvisade en minskning av härddjupet med ökande mängder aluminium. Orsaken är troligen de reflektiva egenskaperna för UV-ljus som aluminium innehar. Reologiska studier utfördes, från vilka en minskning i viskositet påvisades till följd av en ökad polydispersitet i partikelstorlekarna. 3D-skrivning med kolvextrudering och påföljande härdning med UV-strålning utforskades. Detta visade utmaningar med tekniken som behövs bemästras. I synnerhet uppmärksammades fasseparation och residuell härdning från reflekterat UV-ljus som begränsande faktorer för fortsatt arbete. / Solid rocket motors (SRMs) have found their place in many applications since their conception more than 2000 years ago. The performance of SRMs is determined by the geometry of the propellant grain and is limited by the cast-and-mould production method typically used today. Research has been made on 3D printing propellant grains to explore new complex geometries, which may increase performance. Studies on 3D printing techniques using UV curing are limited and are in this work investigated. A polyurethane diacrylate (PUDA) binder was synthesized and then characterized, with and without various monomers by tensile testing and differential scanning calorimetry. Additions of the crosslinkers 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA) and trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) to PUDA rendered the final product more brittle. This change was more noticeable for TMPTA than HDDA, as the former has a higher acrylate functionality. The commercial product Ebecryl 113 was also characterized with inert fillers added. A depth of cure (DOC) study with Ebecryl 113 was conducted, which showed a decrease in DOC with increasing amounts of aluminium. This is attributed to the reflective properties of aluminium in the UV spectrum. Rheological studies were conducted and a decrease in viscosity could be seen as a result of increasing the polydispersity of particle sizes. A 3D printing technique using plunger extrusion followed by UV curing was explored, which highlighted challenges which need to be overcome. Most notably, phase separation and residual curing from scattered UV rays are limiting factors for future work.

Birch plywood has favorable mechanical properties that could be used in new types of connections for timber structures, and thus enable a substitution of the current system with steel plates. Such new connections could result in significant advantages in terms of environmental impact and economy as well as ease of prefabrication and mountability. However, there is a lack of data concerning some of the mechanical properties of birch plywood that would be necessary in order to perform a safe design. In particular, there is a lack of reliable data and understanding of the mechanical properties of birch plywood in directions other than along and perpendicular to the face grain. The aim of this thesis is to gain new knowledge about this anisotropy and to study the variation of the in-plane mechanical properties of birch plywood at different loading angles to the face grain, including effects of size and moisture changes. The goal is that this knowledge will serve as input for the design of birch plywood connections under various loading conditions in timber structures. Specifically, birch plywood specimens were laboratory tested in in-plane tension, compression, shear and bending. The results show that birch plywood possesses the highest tensile, compressive and bending strength and elastic modulus parallel to the face grain and the lowest ones at 45° to the face grain. The opposite findings were noticed for the shear strength and the shear modulus. Moreover, a size effect on the in-plane bending strength property was observed at 0° (parallel) and 90° (perpendicular) to the face grain but not at other angles, which is attributed to the different failure mechanisms. In addition, the increase of moisture leads to the decreased bending strength and elastic modulus in the hygroscopic range. Validated by the experimental work, both analytical and numerical models to predict the mechanical performance of birch plywood under different load conditions and various moisture contents are proposed. / Björkplywood har gynnsamma mekaniska egenskaper som skulle kunna användas i nya typer av knutpunkter (förband) för träkonstruktioner, och därmed möjliggöra en substituering av dagens system med stålplåtar. Sådana nya knutpunkter kan innebära avsevärda fördelar när det gäller miljöpåverkan och ekonomi samt en enkel prefabricering och monterbarhet. Det saknas dock data när det gäller vissa mekaniska egenskaper hos björkplywood som är nödvändiga för att kunna utföra en säker design. I synnerhet saknas tillförlitliga data och förståelse kring de mekaniska egenskaperna hos björkplywood i andra riktningar än längs och tvärs dess ytfanér. Syftet med denna avhandling är att ta fram ny kunskap om denna anisotropi och studera variationen av de mekaniska egenskaperna hos björkplywood i dess plan vid olika belastningsvinklar mot ytfanérets fiberriktning, inklusive effekter av storlek och fuktförändringar. Målet är att denna kunskap ska fungera som input för design av björkplywood-förband under olika belastningsförhållanden i träkonstruktioner. Specifikt testades prover av björkplywood i dess plan i drag, tryck, skjuvning och böjning. Resultaten visar att björkplywood har den högsta drag-, tryck- och böjhållfastheten och elasticitetsmodulen parallellt med ytfanérets fiberriktning och den lägsta vid 45° mot densamma. Det motsatta gäller för skjuvhållfasthet och -modul. Dessutom observerades en storlekseffekt avseende böjhållfastheten vid 0° (parallell) och 90° (vinkelrätt) mot ytfanérets fiberriktning men inte vid andra vinklar, vilket förklaras genom de olika brottmekanismerna. Dessutom leder ökningen av fukt till minskad böjhållfasthet och elasticitetsmodul i det hygroskopiska området. Validerat av det experimentella arbetet föreslås både analytiska och numeriska modeller för att förutsäga den mekaniska prestandan hos björkplywood under olika belastningsförhållanden och olika fuktkvoter. / <p>QC 20221117</p>

Concrete is good as a construction material regarding fire and its properties regarding strength. However, the concrete expands and cracks due to fire resulting in structural damage. According to the literature the concrete usually loses its strength during and after fire exposure due to themechanical and physical changes.Concrete consists of cement, water, aggregates of different sizes, and usually some sort of plasticiser depending on its final use. Globally the concrete production releases about 4.5 billionmetric tons of carbon dioxide, which is about 8% of all the emissions of carbon dioxide in the world (Naturskyddsföreningen, 2022).The main components in cement are limestone and marlstone which are melted and turned to clinker. The clinker is mixed with sand and gypsum to make cement. Due to the high releases of carbon dioxide from the production of cement and the destruction of the environment mining of the raw materials, Sweden had a concrete-crisis in the summer of 2021, this was due to the government denied the main cement company Cementa AB to continue to mine limestone on the island of Gotland. Due to this decision new sustainable components to replace the components to produce concrete is critical. An alternative material called biochar may be suitable as a component in concrete. Biochar is a renewable product from pyrolysis of biomass. The favorable properties of biochar such as low density, high specific area and low thermal conductivity has the potential to lower the carbon footprint of concrete. This thesis evaluates the properties and performance for different biochar ratios mixed within concrete before and after exposure to fire in a furnace that followed the standard ISO 834 curve up to 650 ℃. In particular, experiments were conducted to observe how the mechanical properties (e.g., tensile and compressive strengths) are affected by exposure to fire that caused a temperature rise of up to 650 ℃. By analyzing the results from the experiments, it is seen that the workability of the concrete decreases with higher ratios of biochar due to the biochar’s water absorption properties. The compressive and tensile strength tests before fire exposure, for both aggregate and cement replaced samples, resulted in the average strength decreasing with higher ratios of biochar. Interestingly, iiithe results after fire exposure represented higher compressive strengths for both cement and aggregate replaced samples for all ratios of biochar. However, the tensile strength after fire exposure generally decreased with higher ratios of biochar. Differential scanning calorimetry and infrared spectroscopy were performed to gain an insight into the reason for the increase in compressive strength after fire exposure. Most probably, when the silica, present in the cement, was exposed to 650 °C under fire, it softened and fused the other components, which led to stronger compressive strengths.

Duplex stainless steels (DSSs), consisting of an equal amount of ferrite and austenite phases, have wide applications in e.g. vehicles, chemical engineering as well as nuclear plant  because  of  the  combination  of  excellent  mechanical properties  and  corrosion resistance.  However,  low  temperature  embrittlement has  existed  for  a  few  decades restricting the application of DSSs over about 250 ºC. When the service temperature ranges from around 250 to 500 °C, DSSs would become brittle because of the phase separation in the ferrite  phase. The phase separation is the  main reason  for the  low temperature embrittlement, and the kinetic of this phase separation achieves the fastest rate at about 475°C, so it is also termed as ‘475°C embrittlement’. Plenty of research has been performed in this field, but the problem remains. The mechanism of phase separation is due to the existence of a miscibility gap in the iron  chromium  binary  system,  and  previous  research  has  reported  some alloying elements can have the potency to delay the phase separation and the goal of my thesis is to investigate the influence of different alloying elements and select one which could be a plausible one to retard phase separation, and subsequently try to mitigate the low temperature embrittlement problem of DSSs. This  work  includes  the  literature survey  of  different  alloying  elements  which could influence   the   microstructure   and   mechanical   properties   of   DSSs   in general. Subsequently the thermodynamic calculation was performed to identify the effect of the  selected  alloying  elements  addition  on  phase  formation during  heat  treatment. Vanadium was selected to be a potentially suitable alloying element to be added into DSSs and experimental investigations were performed on the heat treatment process and the effect of V alloying. The main conclusions of the proposed thesis can be drawn as follow: The elemental addition  of Al,  Si, V,  Nb  and Ti  are  calculated  by Thermo-Calc,  they are  all  ferrite stabilisers and V addition seems most likely to be effective due its combination with the  interstitial  elements  C  and  N.  In  the  experimental  part, vanadium  additions combined with intermediate temperature solution treatment could be effective to retard the age hardening effect and the impact toughness test has a consistent tendency. Also, according to Thermo-Calc calculations and experimental results, the more interstitial elements that combine with V and precipitate from the ferrite phase the better was the performance of the duplex stainless steels. / Duplexa rostfria stål (DSS), bestående av lika stor mängd ferrit- och austenit, har bredtillämpning inom t.ex. fordon, kemiteknik samt kraftverk på grund av kombinationen av utmärkta mekaniska egenskaper och korrosionsbeständighet. Försprödning vid låg temperatur   begränsar emellertid tillämpningen   av   DSS   över   250   °C.   När driftstemperaturen varierar från cirka 250 till 500 ° C så kan DSS bli spröda på grund av   fasseparation   i   ferritfasen.   Fasseparationen   är   den    främsta   orsaken   till lågtemperaturförstöring, och kinetiken för denna fasseparation uppnår den snabbaste hastigheten  vid  cirka  475  °C,  så  den  kallas  också  '475  °C-försprödning'.  Mycket forskning har utförts inom detta område, men problemet kvarstår. Mekanismen för fasseparation beror på förekomsten av ett blandningslucka i det binära järn-krom-systemet, och tidigare forskning har rapporterat att vissa legeringselement kan  ha  förmågan  att  fördröja  fasseparationen.  Målet med mitt  examensarbete  är  att undersöka påverkan av olika legeringselement och välja ett som kan användas för att fördröja fasseparationen och därav mildra problemet med lågtemperaturförsprödning hos DSS. Detta  arbete  inkluderar  litteraturundersökning  av  olika  legeringselement som  kan påverka  mikrostrukturen  och  mekaniska  egenskaper  hos  DSS  i allmänhet.  Därefter termodynamiska beräkningar för att identifiera effekten av de valda legeringselementen på fasjämvikt under värmebehandlingen. Vanadin valdes som ett potentiellt lämpligt legeringselement som kan tillsättas i DSS. Experimentella undersökningar utfördes på värmebehandlingsprocessen och effekten av V-legering. De huvudsakliga slutsatserna av examensarbetetär: tillsatsen av Al, Si, V, Nb och Ti beräknades av Thermo-Calc, de är alla ferritstabiliserande och V-tillsats verkar kunna vara effektiv på grund av dess kombination med de interstitiella elementen C och N. I den    experimentella    delen    studerades vanadintillsatser    i    kombination    med värmebehandling för att fördröja den hårdnandet och försprödningen. Enligt Thermo- Calc-beräkningar  och experimentella  resultat  så  kan  prestanda  förbättras  desto  merinterstitiella element som kombineras med V.

Användningen av ren ny ull i mattor medför både önskvärda mekaniska egenskaper och miljömässiga utmaningar. Ullproduktionen påverkar lokala ekosystem och det globala klimatet på grund av faktorer som överanvändning av kemikalier och otillräcklig djurvård. Dessutom står ullindustrin inför utmaningar relaterade till energi, vatten och kemikalieanvändning under framställningen av ren ny ull. Mattsektorn inom hemtextil är idag den största användaren av ren ny ull, och står för cirka 45 procent av den globala produktionen. FN:s globala mål nr 12.5 är en del av Agenda 2030 och syftar till att främja hållbar konsumtion och produktion. Specifikt handlar målet om att öka återvinningen och minska avfallet inom olika industrier, inklusive textilindustrin. Med FN:s mål samt miljöpåverkan från ren ny ull i åtanke, står mattindustrin inför ökad uppmärksamhet och efterfrågan på återvunna materiella alternativ. Även den omfattande produktionen och konsumtionen av ny plast utgör, likt ren ny ull, betydande miljömässiga hot, med miljontals ton plastavfall som genereras årligen. Hanteringen av plastavfall är en global oro och ett stort utvecklingsområde kopplat till FN:s globala mål. En typ av plastfiber som, även i återvunnet tillstånd, har goda förutsättningar inom hemtextilindustrin tack vare dess mekaniska egenskaper är återvunnen polyetentereftalat, rPET. Denna studie utforskar möjligheten att ersätta ren ny ull med rPET som huvudmaterial i vävda mattor för inomhusbruk, baserat på en balans mellan mekaniska egenskaper och miljöpåverkan. Genom att analysera både de mekaniska egenskaperna och miljöpåverkan av de två materialen, syftar studien till att ge insikt i vilket materialval som kan leda till minsta negativa miljökonsekvenser utan att kompromissa med produktkvalitet. Med hjälp av en kvantitativ ansats undersöker denna studie mekaniska egenskaper och miljöpåverkan av mattor tillverkade med huvudmaterial ren ny ull respektive rPET. Mekaniska tester, inklusive nötningshärdighet och färghärdighet vid nötning, genomförs enligt standardiserade metoder. Bedömningen av miljöpåverkan utförs med enligt Higg Index, ett verktyg med syftet att utvärdera miljöprestanda inom textilindustrin. Resultaten visar att mattor med rPET som huvudmaterial uppvisar överlägsen nötningshärdighet jämfört med de av ren ny ull. Samtidigt visar mattor med ren ny ull något högre färghärdighet vid nötning. Miljöanalysen visar att mattor med huvudmaterial rPET har en lägre total miljöpåverkan jämfört med mattor med huvudmaterial ren ny ull, under förutsättning att övriga parametrar kopplade till produktion och produkt förblir identiska. Slutligen understryker studien vikten av ett informerat materialval vid tillverkning av mattor. Även om rPET erbjuder förbättrade mekaniska egenskaper och minskad miljöpåverkan, beror valet mellan ull och rPET på specifika applikationskrav och hållbarhetsmål. Att modifiera övriga parametrar i mattans näringskedja kan minska miljöpåverkan i samma utsträckning utan att nödvändigtvis ändra det primära materialet. / The use of virgin wool in carpets presents both desirable mechanical properties and at the same time environmental challenges. Wool production affects local ecosystems and the global climate due to factors such as chemical overuse and inadequate animal care. Additionally, the wool industry faces challenges related to energy, water, and chemical usage during manufacture of virgin wool. UN Sustainable Development Goal 12.5, part of Agenda 2030, aims to promote sustainable consumption and production, specifically targeting increased recycling and waste reduction across industries, including textiles. With consideration for these goals and the environmental impact of virgin wool, the carpet industry faces growing attention and demand for recycled material alternatives. Similarly, the extensive production and consumption of new plastics pose significant environmental threats, with millions of tons of plastic waste generated annually. Plastic waste management is a global concern and a major development area linked to UN Sustainable Development Goals. One type of plastic fiber that maintains favorable mechanical properties even in recycled form, suitable for the home textile industry, is recycled polyethylene terephthalate (rPET). This study explores the possibility of replacing virgin wool with rPET as the primary material in woven indoor carpets, based on a balance between mechanical properties and environmental impact. By analyzing the mechanical properties and environmental impact of both materials, the study aims to provide insight into material choices that minimize negative environmental consequences without compromising product quality. Using a quantitative approach, this study examines the mechanical properties and environmental impact of carpets made with virgin wool and rPET as the main materials. Mechanical tests, including abrasion resistance and color fastness to abrasion, are conducted using standardized methods. Environmental impact assessment utilizes the Higg Index, a tool for evaluating environmental performance in the textile industry. The results indicate that carpets with rPET as the main material exhibit superior abrasion resistance compared to those with virgin wool. However, carpets with virgin wool demonstrate slightly higher color fastness to abrasion. The environmental analysis reveals that carpets with rPET as the main material have a lower overall environmental impact compared to those with virgin wool, assuming all other production and product parameters remain constant. In conclusion, this study emphasizes the importance of informed material selection in carpet manufacturing. While rPET offers improved mechanical properties and reduced environmental impact, the choice between wool and rPET depends on specific application requirements and sustainability goals. Modifying other parameters in the carpet's lifecycle can also reduce environmental impact to the same extent without necessarily changing the primary material.

En förväntad ökning av jordens befolkning ställer den redan ökande fiberkonsumtionen på sin spets. Bomull är en av de mest frekvent använda textilfibrerna men dess vatten- och kemikalieanvändning i framställningsprocessen har lett till förödande konsekvenser för människa och miljö. Flera alternativa, hållbara fibrer behöver därmed introduceras på marknaden. Garn av papper från råvaran abacá har länge använts till textila ändamål till följd av dess goda mekaniska egenskaper. På senare år har intresset för fibern ökat främst på grund av dess miljömässiga fördelar i jämförelse med bomull. Garn av papper är dock styvt och känns strävt mot huden. För att vidga pappersgarnets användningsområden måste därför dess taktila egenskaper förbättras genom någon typ av behandling. Textilproduktion är kemikaliekrävande och flertalet av kemikalierna som används är miljö- och hälsofarliga. Det är därför av intresse att hitta en mekanisk metod för mjukgöring snarare än en kemisk. En sådan mjukgöring har därav utvecklats och undersökts inom projektets ramar. Mjukgöringen är en smärglingsbehandling i garnform där garnet leds genom en bladspännare utrustad med två sandpapper som smärgeldukar. Behandlingen ämnar öka antalet utstickande fiberändar och på så vis efterlikna känslan av ett stapelfibergarn. Genom att garnet behandlas redan i garnstadiet kan det sedan användas till valfri textil konstruktionsteknik. För att undersöka effekten av smärglingsbehandlingen har studien delats in i två delar. Den ena delen undersöker två klassiska denimvävar av 100 % papper där väftgarnet i den ena väven har smärglats en gång medan väftgarnet i den andra är obehandlat. Kawabata Evaluation System (KES) har använts för att objektivt analysera vävarnas taktila egenskaper, alltså hur de känns vid beröring. För att undersöka hur vävens ytstruktur förändrats till följd av behandlingen har provkropparna fotograferats i svepelektronmikroskop (SEM) och ljusmikroskop. Studiens andra del undersöker effekten av upprepade smärglingsbehandlingar på garn. Pappersgarner som behandlats mellan noll och fem gånger undersöks dels gällande dess mekaniska egenskaper men även visuellt i SEM och med hjälp av ljusmikroskop. Behandlingen förväntas minska garnets styrka. För att kontrollera om de behandlade garnerna är tillräckligt starka för att användas i en industriell vävprocess trots den mekaniska degraderingen jämfördes deras styrka med ett referensgarn av bomull. Majoriteten av resultaten från KES-testerna visar på att det inte är någon skillnad mellan en obehandlad väv och en väv vars väftgarn är smärglat en gång. Den behandlade väven är dock lättare att komprimera och har en större initial tjocklek än den obehandlade väven. Detta tyder på att smärglingen kan ha ändrat garnernas diameter vilket resulterat i högre invävning och därmed ökad vikt och tjocklek. Den visuella undersökningen av garnerna i ljusmikroskop pekar mot ett ökat antal utstickande fiberändar i takt med ökat antal behandlingar. Dock är skillnaden mellan det osmärglade garnet och det garn som enbart smärglats en gång liten. Dragprovning av garn visar att det pappersgarn som smärglats fem gånger har signifikant lägre brottkraft än de övriga pappersgarnerna men är starkare än referensgarnet i bomull. Detta styrker förväntningen om att smärgling försämrar styrkan på garnet men visar också att de behandlade garnerna, trots den minskade styrkan, bör vara tillräckligt starka för att användas som väftgarn i maskinell vävning. Fiberändarnas effekt i en denimväv behöver undersökas vidare för att en slutsats kring hur de påverkar den taktila komforten ska kunna dras. Metoden för garnsmärgling är i sin initiala fas och flera parametrar behöver undersökas närmare innan metoden skulle kunna implementeras på industriell skala som en metod för mjukgöring av pappersgarn med syfte att främja den framtida fibermångfalden. / An expected population increase and rising consumption of textile fibres creates a demand for both new materials and processes. Cotton is one of the most frequently used fibres but its use is resource intensive both in terms of water and chemical agents. To meet these demands a range of alternative, sustainable fibres need to be developed and introduced into the market. Due to its good mechanical properties paper yarns produced from the abacá plant have long been used in textile applications. In recent years it has also garnered increased interest as a result of its environmental benefits in comparison to cotton. However, paper yarns tend to be stiff and feel coarse in contact with skin. In order for paper yarns to have larger fields of use its tactile qualities must therefore be improved. The production of textiles is generally reliant on the use of chemicals that in varying degree pose threats both to human health and the environment as a whole. It would therefore be beneficial to develop a method for the softening of paper yarns that is based on a mechanical approach, rather than a chemical one. In this project a mechanical method of softening paper yarns has been developed and tested. The softening process is an altered approach to conventional emery grinding and is performed on yarn rather than fabric. The yarn is guided through a leaf tensioner fitted with two sand papers with the purpose to increase the number of protruding fibre ends, thereby reproducing the feel of staple fibre yarns. In order to investigate the effects of the emery grinding two classical denim weaves were produced from 100 % paper yarn. The weft yarn in one of the weaves was emery ground once while the other was left untreated. Kawabata Evaluation System (KES) was used to objectively analyze the tactile qualities of the differently treated weaves. In addition to KES-tests Scanning Electron Microscopy and light microscopy was utilized for a visual analysis. Since it would also be of interest to study the effects of repeated treatments, yarn treated up to five times was inspected both visually and mechanically. The emery grinding process is expected to decrease the strength of the yarn. To check whether the emery ground yarns were strong enough to be used in an industrial weaving process, its strength was compared to a cotton yarn previously used as a weft yarn in a denim weave. Results from KES show no significant changes concerning the majority of parameters tested on the weaves. The treated weave is however easier to compress and presents an increase in initial thickness when compared to the untreated one. This indicates that the emery grinding may have altered the yarns diameter resulting in a higher crimp in the weave causing an increase in the weight and thickness of the fabric. The visual inspection of the yarns using a digital microscope point to an increase in protruding fibre ends as the number of treatments increase. The difference between untreated paper yarn and yarn that had been emery ground once was however small. The tensile test shows that yarn that had been treated five times had a significantly lower tensile strength compared to the other paper yarns but was still stronger than the cotton yarn. This indicates that emery grinding does indeed decrease the tensile strength of the paper yarn, but that it still should be strong enough to be used in industrial weaving. Paper yarn treated more than once would have to be studied further in order to come to a conclusion about their impact on the tactile comfort of the weave. The method of emery grinding is in its initial phase and a number of parameters can be assumed to have an effect on the results of the process. In the interest of creating more diversity in textile fibres the effects of these parameters would all have to be explored before this method can be implemented on an industrial scale for the softening of paper yarns.

A need for a quantitative method to determine body water level has been identified by a team of Clinical Innovation Fellows at the Centre for Technology in Medicine and Health (CTMH). A reliable way to determine body water level would bring great benefits to the healthcare sector, where no optimal method is available at the time of writing. A possible solution is a sensor that would measure alterations in skin properties due to changes in total body water. CTMH has had an idea of such a sensor, which is evaluated in this work. At an early stage of this evaluation process, it became clear that the research regarding correlations between skin properties and body hydration level was not sufficient to warrant the initiation of a sensor development process. Therefore, the main objective of this thesis became to investigate such correlations. An extensive literature review is presented, from which an experiment was developed. The experiment was performed on four human test subjects and involved measurements of skin thickness and elasticity parameters, before and after a weight loss of 3.2-3.7 % due to dehydration. The results showed clear decreases in skin thickness and indications of alterations in skin distensibility as well as in the skin’s immediate elastic response to applied negative pressure. It could also be seen that skin at different body sites does not respond in the same way - calves showed more distinct results than thighs and volar forearm. The material provided in this thesis encourages further studies of the correlation between the mentioned properties and total body water. If a predictable correlation can be found, a sensor development process could start. A reliable way to determine body water level would bring great benefits to the healthcare sector, where no optimal method is available at the time of writing. / Ett behov av att kvantitativt kunna mäta kroppens vattennivå har identifierats av Clinical Innovation Fellowship vid Centrum för Teknik i Medicin och Hälsa (CTMH). Ett tillförlitligt sätt att mäta kroppens vattennivå skulle gynna hälso- och sjukvården på många sätt då ingen optimal metod är tillgänglig i dagsläget. En möjlig lösning skulle kunna vara en sensor som mäter variationer i hudegenskaper till följd av förändringar i kroppens vattennivå. CTMH har haft en idé om en sådan sensor, vilken utvärderas i detta arbete. I ett tidigt skede av utvärderingsprocessen framkom det tydligt att tillräcklig forskning saknades gällande korrelationer mellan hudens egenskaper och kroppens vattennivå. Det huvudsakliga syftet med detta masterexamensarbete blev därför att undersöka sådana korrelationer. En omfattande litteraturgransking gjordes, och utifrån denna utformades ett experiment. Experimentet utfördes på fyra testpersoner och innefattade mätningar av hudens tjocklek samt elasticitetsparameterar. Dessa utfördes före och efter viktnedgång av 3,2-3,7 % till följd av vattenförlust. Resultaten visade på en tydlig minskning av hudtjockleken samt indikationer på förändringar av hudens tänjbarhet samt dess omedelbara elastiska respons vid pålagt negativt tryck. Det visade sig också att huden inte reagerar på samma sätt på olika kroppsdelar - vader visade tydligare förändringar jämfört med lår och armar. Det material som presenteras i detta examensarbete uppmuntrar till fortsatt utredning av korrelationer mellan de nämnda hudegenskaperna och kroppens vattennivå. Om det går att förutse korrelationer finns det förutsättningar för att påbörja utveckling av en sensor.