The unsteady-state mositure soprtion and diffusion through cellulosic fibers in blotting and filter paper specimens were characterized from moisture sorption experiments and analytical modeling. The moisture transport through the paper was considered as a Fickean-type of diffusion process, and was assumed to be a one-dimension diffusion through the thickness, or the z-direction of the sheet with a symmetrical geometry. The moisture sorption uptake of the paper was obtained by exposing a thin dry paper sample to an environment with a constant humidity and constant temperature condition. Then the fiber-phase moisture diffusion coefficient of the fiber was determined by correlating the experimental results with the unsteady-state diffusion model. The moisture sorption and diffusion behavior of paper fibers showed the characteristics of a Fickean-type diffusion process with the moisture uptake proportional to the square root of time. The fiber-phase moisture diffusion coefficients of paper samples were determined to have an order of magnitude of 10^-6∼10^-7 ㎠/min. The fiber-phase moisture diffusion coefficient was found to be equivalent to the effective diffusion coefficient of the paper at an extreme limit of zero porosity. The fiber-phase moisture diffusion coefficient obtained from the numerical solution of the model agreed with that obtained from the experiment only in the initial stage of the moisture uptake process.

흡수지와 여과지 시료를 사용하여 종이 내에서의 비정상 상태 수분 흡습 실험과 수분 확산 거동의 해석을 통하여 종이의 섬유영역에 대한 수분확산 특성을 연구하였다. 종이의 표면으로부터 내부로의 수분이동은 Fick형 수분확산으로 간주하였으며, 종이의 두께방향으로의 기하학적 대칭구조를 가진 일차원적 확산이라고 가정하였다. 완전히 건조시킨 종이를 항습조건에 노출시켜 시간에 따른 중량 변화를 측정하였으며 이를 비정상상태 수분 확산 모델에 적용시킴으로서 종이에서의 섬유상-수분확산계수를 결정하였다. 종이에서의 수분 흡습-확산 거동은 노출시간의 제곱근에 비례하는 Fick형 확산 특성을 보여주었으며, 흡수지와 여과지는 각각 약 10^-6, ㎠/min 및 10^-7, ㎠/min 크기의 섬유상-수분확산계수 값을 보여주었다. 종이의 섬유상 수분확산 계수는 종이의 공극율이 0에 수렴했을 때의 이론적 유효-수분확산계수의 값에 해당하였으며, 종이의 수분 흡습 실측치와 모델 수치해는 흡습-확산 과정의 초기 단계에서 일치하였다.