セルロース系紙の非接触共振キャビティ誘電分光研究の方法開発

この方法は、従来の繊維分析の紙に代わる客観的で機械再現性のある代替手段を提供し、従来の繊維分析の計量限界を超えています。従来の繊維分析とは異なり、それは迅速で非破壊的で、専門的な訓練を必要とせず、また個々のアナリストの視力に依存しません。坪量、メーカーの宣伝された消費者ごみコンテンツ、メーカーの宣伝された明るさなど、紙のリームで提供されるすべての製造情報を記録します。

手袋を着用し、折り目や紙のサンプルを汚染しないようにピンセットでの取り扱いを行います。キャリパーを使用して、リームからシートに沿って平均10の厚さの測定値を取ります。シートの機械とクロス方向を特定します。

分度器を使用して、機械とクロス方向の間の所望のストリップ角度に沿って紙を識別し、切断します。回転カッターを使用して、サンプルのターゲット方向に幅0.5センチメートル、長さ8センチメートルのスライステストストリップ。サンプルを一方の端からラベル付けし、ガラス顕微鏡スライド間で保管します。

テストまで窒素雰囲気下で保管してください。テキスト プロトコルで説明されているように、加速された用紙のフェード テストを実行します。共振キャビティに合わせて、熟成した紙のサンプルからサンプルストリップを切り取ります。

典型的な標本面積は0.5センチメートル×8センチメートルです。共振キャビティ試験器具は空気満ちている標準的なWR-90の長方形の導波管から成っている。温度と相対湿度を記録します。

空の空洞の品質因子、Q-naught、および共振周波数、f-naughtの最初の読み取りを取ります。次に、試料ホルダーにキャビティの中央のスロットの上に固定して配置します。測定中、試料は体積を増加させるステップでスロットを通して空洞に挿入され、ボリュームはサンプル幅をサンプルの厚さの倍の倍に挿入されたサンプルの高さに等しくなります。

サンプルマウントのバーニエキャリパーを使用して、サンプルを空洞に50ミクロンずつ挿入します。サンプルが空洞に10ミリメートル下がるまで、各ステップで品質因子と共振周波数の測定値を取ります。50ミクロンの同じ増分で内部からサンプルを引き込む。

サンプルが完全に引き込まれまで、品質因子と共振周波数の測定値を取ります。ガラススライドの間にサンプルを保管し、窒素雰囲気に戻します。紙サンプルの誘電損失は、摂動の勾配から得られる。

テストサンプルのカット方向は、誘電応答の大きさに影響します。ストリップ角度による誘電応答の比較は、169時間のUVフェージング前後のバージン、受け取った青、24ポンドのオフィスペーパーについて示されています。用紙シートに沿って非直交角から切り取られたストリップは、特に45度と60度の向きで、用紙の種類間で最大の解像度を提供しました。

60度のストリップを使用して米国連邦政府によって調達された綿含有債券紙の誘電損失プロファイルは、綿繊維の異なる濃度を区別できることを示しています。連邦政府が調達した綿100%のボンド紙を試験した結果は、相対湿度46%、相対湿度49%で比較した。169時間のUV加速老化の後、セルロースポリマーの分解は、処女およびリサイクル品種の両方で平均誘電損失値が減少していたため、識別可能である。

この技術は、加速老化期間の後でも処女とリサイクル材料を区別できることが注目に値する。コンタープロットベースの線形回帰適合は、メーカーが宣伝した明るさと分析物のリサイクルされた古紙の内容に基づいて、白オフィスコピー紙の誘電損失を示しています。この手順を試みる際に覚えておくべきことは、一貫した実験室の温度と湿度の条件を維持することです。

この方法は、パルプおよび製紙業界だけでなく、資格情報の製造、法医学、税関執行、考古学と保全科学を確保するために、大きな約束と直接的な有用性を持っています。