Badania wpływu czynników technologicznych wyrobu białego papieru bezkwasowego na prognozę trwałości jego luminancji. Część I Współczynnik pochłaniania światła, K

Gonera, H.; Dąbrowski, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Badania wpływu czynników technologicznych wyrobu białego papieru bezkwasowego na prognozę trwałości jego luminancji. Część I Współczynnik pochłaniania światła, K

Autorzy

Gonera H. , Dąbrowski J.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Investigations into effects of technological factors of the manufacture of the white acid-free paper on the forecast of the permanence for its luminance. Part I The light absorption coefficient, K

Języki publikacji

Abstrakty

W części I, poświęconej współczynnikowi pochłaniania światła K, opracowano model prognozy stopnia konwersji K₀/K w zależności od czasu i temperatury starzenia. W tym modelu matematycznym: K₀/K= 1/(2*exp(A_K/T+C_K)*t +1)^0,5, współczynniki A_K i C_K są funkcjami badanych parametrów technologicznych wytwarzania arkusików laboratoryjnych białego papieru bezkwasowego i dają się wyrazić za pomocą sumy iloczynów wartości tych parametrów oraz odpowiadających im współczynników wyznaczonych metodą regresji wielokrotnej. Potwierdzony fizyczny sens wyprowadzonego doświadczalnie modelu, jak i jego powiązanie ze znanym prawem Arrheniusa, uzasadniają zastosowanie tego modelu do ekstrapolacji dla warunków naturalnego starzenia papieru oraz do prognozowania przebiegu zmian indukowanych przez to starzenie w zależności od podstawowych parametrów technologicznych wytwarzania białego papieru bezkwasowego. Rysunek 1 pokazuje prognozę zmian K₀/K zależnie od ln t (t w godz.) i od 1/T (T w kelwinach), dla środkowych wartości przedziału zmian parametrów technologicznych x_i. Pośród tych parametrów, zarówno wielkość dodatku kleju Aquapel (x_Aq) oraz udział włókien Lyocell (x_Ly) wpływały najbardziej na zmiany K₀/K podczas sztucznego starzenia badanych arkusików. Rysunek 2 pokazuje wykresy prognozy takich zmian podczas starzenia w temp. T=296K, w zależności od x_Aq oraz x_Ly. Wzrost x_Aq będzieprowadzić do wydłużenie czasu wymaganego do zapoczątkowania gwałtownego spadkuK₀/K, natomiast wzrost x_Ly spowoduje wyraźne skrócenie tego czasu. To dowodzi hamowania przez klej Aquapel powstawania grup chromoforowych podczas starzenia papieru, natomiast włókna Lyocell, w wersji zastosowanej w tych doświadczeniach, były źródłem takich grup, zwiększając współczynnik K podczas starzenia papieru. Według wyników tych doświadczeń, staranny dobór składników białego papieru bezkwasowego winien zapewnić długotrwałą stabilność jego współczynnika K.

In the part I, the model has been elaborated for forecasting the relative change of K expressed as K₀/K, where K₀ is its initial value and K is its value after the ageing, depending on time (t) and temperature (T) of the ageing. In the mathematical model: K₀/K=1/(2*exp(A_K/T+C_K)*t +1)^0.5, the coefficients A_K and C_K are functions of the studied technological parameters of making the handsheets of white acid-free papers, and the coefficients can be expressed as a sum of the products of these parameters multiplied by corresponding to them the coefficients established with the multiple regression method. The proved physical meaning of the experimental model, as well as its connection with the Arrhenius equation, both justify its applications to forecasting the changes in K₀/K induced under natural ageing conditions depending on the basic technological parameters applied in the manufacture of white acid-free papers. Fig. 1 shows the forecast about the alterations in K₀/K depending on ln t (tin hours) and 1/T (T in kelvins) for the average values of the studied technological parameters x_i. Among such parameters, both quantities of the Aquapel size (x_Aq) and of the Lyocell fibres (x_Ly) affected mostly the changes in K₀/K during the artificial ageing of the studied handsheets. Fig 2 shows the graphs forecasting such changes during ageing at T=296K depending on x_Aq and on x_Ly as well. Increasing x_Aq will result in prolonging the time required to start the violent decrease in K₀/K; however, an increase in x_Ly will cause such a visible shortening of the time. This proves hindering the creation of chromophoric groups by the Aquapel size during ageing of the paper, but the Lyocell fibres, in a version applied in the experiments, were a source of such groups increasing the coefficient K during ageing of the paper. According to the results gained in the experiments, careful selection of the components of the white acid-free paper should ensure such a long-lasting stability of its coefficient K.

Słowa kluczowe

starzenie papieru biały papier bezkwasowy teoria Kubelki i Munka współczynnik pochłaniania światła K równanie Arrheniusa statystyczne planowanie i analiza wyników doświadczeń grupy chromoforowe klej Aquapel włókna lyocell model prognozy stopnia konwersji K0/K podczas starzenia białych papierów bezkwasowych

paper ageing white acid-free paper Kubelka-Munk theory light absorption coefficient K Arrhenius equation statistical analysis and design of experiments chromophoric groups Aquapel size Lyocell fibres model of forecasting the alterations in K0/K during the ageing of white acid-free papers

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Przegląd Papierniczy

Rocznik

2012

Tom

R. 68, nr 2

Strony

104--108

Opis fizyczny

Bibliogr. 23 poz.

Twórcy

autor

Gonera H.

autor

Dąbrowski J.

Bibliografia

1. Gonera H., Dąbrowski J.: "Termodynamiczne ujęcie procesu starzenia się papieru. Część I Badania wpływu parametrów sztucznego starzenia papieru na jego pochłanianie energii przy zerwaniu (TEA)", Przegl. Papiern. 63, 12, 719-727 (2007).
2. Gonera H., Dąbrowski J.: "Termodynamiczne ujęcie procesu starzenia się papieru. Część II Badania zależności odporności na przedarcie papieru od parametrów jego sztucznego termicznego starzenia", Przegl. Papiern. 64, 2, 96-102 (2008).
3. Gonera H., Dąbrowski J.: "Termodynamiczne ujęcie procesu starzenia się papieru. Część III Dyskusja nowego sposobu oceny odporności papieru bezkwasowego na starzenie", Przegl. Papiern. 66, 10, 589-595 (2010).
4. Dąbrowski J, Gonera H. (współpraca: Marcinkowska M., Marcinkowski T., Mik T.): "Raport z realizacji projektu PBZ-MN-002/HO1/2002 "Kwaśny Papier", Zadanie badawcze B.1.: "Badanie wpływu czynników technologicznych na trwałość papieru zasadowego dla potrzeb ograniczenia dopływu kwaśnych wytworów papierowych do bibliotek i archiwów", przekazany do Biblioteki Narodowej (koordynatora projektu) w styczniu 2006; ICP Łódź (niepubl.).
5. Kubelka P., Munk F.: "Ein Beitrag zur Optik der Farbanstriche", Zeitschrift für technische Physik 12, 593-620 (August, 1931); w Internecie jest dostępny przekład angielski: www.graphics.cornell.edu/~westin/pubs/kubelka.pdf
6. Kubelka P.: "New Contributions to the Optics of Intensely Light-Scattering Materials. Part I", Journal of the Optical Society of America 38, 5, 448-457 (1948).
7. Kubelka P.: "New Contributions to the Optics of Intensely Light-Scattering Materials. Part II: Nonhomogenous Layers" ibid. 44, 4, 330-335 (1954).
8. Judd D.B., Wyszecki G.: "Color in Business, Science, and Industry", New York 1965, s. 387-405.
9. Pauler N.: "Paper Optics", AB Lorentzen & Wettre (Kista, bez daty), s. 29-41, 67-80; (te same strony w wersji w jęz. polskim wydanej przez ICP w Łodzi).
10. Lorentzen & Wettre SE 070: "L&W Elrepho - Instrukcja obsługi", bez daty.
11. Ferrero F., Testore F., Malucelli G., Tonin C.: "Thermal Degradation of Linen Textiles: The Effects of Ageing and Cleaning", J. Text. Inst. 89 Part 1, No 3, 562-568 (1998).
12. Fanti G.: "A Review of 3D Characteristics of the Turin Shroud Body Image", Workshop Italy - Canada on 3D Digital Imaging and Modelling Applications of: heritage, industry, medicine & land, Padova, 3-4 April 2001.
13. Hernadi S.: "Thermal ageing in oxygen of paper made from cellulose at different degrees of beating", Svensk Papperstidning 79, 13, 418-423 (1976).
14. Stephens C.H. et al.: "Hydrolysis of the Amorphous Cellulose in Cotton-Based Paper", Biomacromolecules, published on Web 03/07/2008, A-G.
15. Rosenau T. et al.: "Isolation and Identification of residual Chromophores in Cellulosic Materials", Polymer 45, 6437-6443 (2004), available online at ww.sciencedirect.com.
16. Rosenau T. et al.: "Chromophores in Aged Hardwood Pulp - their Structure and Degradation Potential", Proceedings of 14th International Symposium on Wood, Fibre, and Pulping Chemistry (ISWFPC), 2007, Durban, South Africa.
17. Adorjan. I., Potthast A., Rosenau T., Sixta H., Kosma P.: "Discoloration of cellulose solutions in N-methylmorpholine-N-oxide (Lyocell). Part 1: Studies on model compounds and pulps", Cellulose 12, 1, 51-57 (2005).
18. Adorjan. I., Potthast A., Rosenau T., Sixta H., Kosma P.: "Discoloration of cellulose solutions in N-methylmorpholine-N-oxide (Lyocell). "Part 2: Isolation and identification of chromophores", Cellulose. 12, 2, 197-208 (2005).
19. Barrett T., Mosier C.: "The role of gelatine in paper permanence", Journal of American Institute of Conservation 34, 3, 173-186 (1995).
20. Allinat A.R., Jacobs P.W.M.: "Theory of nucleation in solid state reactions", Canadian J. of Chem. 46, 2, 111-116 (1968).
21. Kolar J. et al.: "Aging and Stabilization of Alkaline Paper", J. Pulp Pap. Sci. 24, 3, 89-94 (1998).
22. Dąbrowski J.: "Degradacja włókien roślinnych w papierze o odczynie kwaśnym i zasadowym", Notes Konserwatorski 8, 214-253 (2004).
23. Połowiński S.: "Chemia fizyczna polimerów", Łódź 2001, s. 171n.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-LOD9-0031-0006