Просвет бумаги характеризует равномерность распределения волокон в бумаге и определяется степенью равномерности прохождения света через бумагу. Просвет бумаги оценивают визуально в проходящем свете при равномерном освещении. Бумага имеет равномерный (сомкнутый) просвет при равномерной ее текстуре и плохой (облачный) просвет, если волокна распределены неравномерно.
Направленность волокон определяют следующим образом:
- по характеру надрыва бумаги в различных местах. Надрыв, сделанный в продольном направлении, имеет ровную чистую линию, а в поперечном – волокнистую;
- из листа бумаги в продольном и поперечном направлениях вырезаются несколько полосок одинаковой ширины. При сгибании под тяжестью собственного веса полоски бумаги в продольном направлении покажут меньший угол сгиба, нежели полоски бумаги в поперечном направлении;
- определение направления скручивания бумаги после ее увлажнения с одной стороны. При увлажнении лист стремится больше расширится в поперечном направлении, чем в продольном. Из листа образуется цилиндр, ось которого параллельна продольному направлению.
|
|
Слоистость характеризует число слоев материала или способность его к расслоению. Это свойство устанавливается с помощью препоровальных игл или путем микроскопического исследования поперечных срезов бумаги.
Различие бумажных клочков по способности к расслаиванию исключает их принадлежность к одному листу.
Определение состава бумаги по волокну. Определение волокнистого состава бумаги и картона является одним из важнейших испытаний, необходимых для сравнительного исследования. В зависимости от назначения бумага имеет различный состав (композицию) по волокну. Одни сорта бумаги состоят из смеси тряпичных и целлюлозных волокон, другие - из 100% целлюлозы, третьи - из смеси целлюлозы и древесной массы и т.д.
Рассмотрим классификацию происхождения волокон, образующих композицию бумаги.
Тряпичная полумасса
А. Волокна растительного происхождения: волокна семенных волосков (хлопок, ваточник и др.); лубяные волокна (лен, пенька, джут и др.); волокна листового происхождения (манильская пенька, новозеландский лен и др.).
Б. Волокна животного происхождения: шерсть разных животных; сорта натурального шелка.
Целлюлоза
А. Целлюлоза, получаемая из древесины многолетних растений:
- деревьев хвойных пород (ель, сосна и др.);
- древесины лиственных пород (осина, тополь, береза и др.). Б. Целлюлоза, получаемая из однолетних растений:
- целлюлоза из соломы злаков, тростника и камыша (рожь, пшеница, овес, речной тростник, камыш и др.);
- целлюлоза из других растений (льняная и пеньковая костра, хлопчатник и др.).
|
|
Древесная и соломенная масса
A. Белая и белимая древесная масса.
Б. Бурая и химическая древесная масса.
B. Соломенная и тростниковая масса.
Прочие волокнистые материалы — кожа, асбест, торф, стекло, синтетические волокна.
Исследование волокнистых компонентов бумаги производится путем микроскопического изучения приготовленных из нее препаратов. При этом устанавливается композиция бумаги по волокну, помол волокна, вид целлюлозы или древесной массы, степень проварки и отбелки целлюлозы, отмечается количественное соотношение различных волокон.
Для приготовления препаратов берутся соскобы волокна с различных участков бумаги, помещаются на предметное стекло в каплю дистиллированной воды, разделяются на отдельные волоконца с помощью препаровальных игл и накрываются покровным стеклом. Если возникает необходимость окрасить препарат соответствующим реактивом, то волокна предварительно осушают промоканием фильтровальной бумагой, обрабатывают 3-4 каплями реактива, вновь равномерно распределяют и накрывают покровным стеклом. Избыток реактива необходимо удалить при помощи фильтровальной бумаги.
Количественное соотношение волокон, входящих в композицию бумаги, определяется путем микроскопического исследования препаратов. Препараты изучаются в нескольких направлениях при малых увеличениях (не выше 56х). Волокна подсчитываются или по методу счета или по методу точек. В первом случае определяется число волокон, находящихся в поле зрения микроскопа, а во втором - число волокон, пересекающих определенную линию в поле зрении микроскопа.
Вид волокнистых компонентов определяется по морфологическому строению и результатам микрохимических реакций - обработке волокон специальными реактивами, окрашивающими волокна в зависимости от их состава в различные цвета (в частности, реактивом хлор-цинк-йод). Метод окрашивания реактивом хлор-цинк-йод является основным и регламентируется ГОСТом.
Реактивом хлор-цинк-йод волокна окрашиваются в цвета, указанные в табл. 1
Морфологическое строение волокнистых материалов
1. Целлюлоза
А. Целлюлоза из деревьев хвойных пород характеризуется наличием широких лентовидных, длинных волокон с окаймленными порами;
Б. Целлюлоза из лиственных пород деревьев специфична сосудами с мелкими порами.
В. Целлюлоза из соломы содержит эпителиальные клетки пилообразно-зазубренной формы и паренхимные клетки огуречной формы.
2. Древесная масса
А. Белая и белимая древесная масса характеризуется наличием сердцевинных лучей, направленных перпендикулярно к волокнам и образующих подобие решеток.
Б. Бурая и химическая древесная масса по своему строению приближается к целлюлозе и состоит из отдельных длинных волокон, соединенных в пучки.
3. Соломенная масса
Соломенная масса, в отличие от соломенной целлюлозы, содержит большее количество зазубренных эпителиальных клеток. Часто эти клетки в бумаге соединены в широкие ленты.
Строение указанных волокнистых материалом приведено на рис. 2.
Рис.2. Строение волокнистых компонентов: а) элементы строения хвойной целлюлозы (1 - трахеиды; 2 - цилиндрическое волокно; 3 - окаймленные поры; 4 - расширенные поры); б) элементы строения лиственной целлюлозы (1 - подокно либриформа; 2 - волокнистые трахеиды; 3 - сосудистые трахеиды; 4 - сосуд; 5 - древесная паренхима; 6 - клетки сердцевинных лучей); в) элементы строения соломенной целлюлозы (1 - проземхимные клетки луба; эпителиальные клетки; 3 - паренхимные клетки; 4 - сосуды); г) строение хвойной древесинной массы (1 - сердцевинные лучи; 2 - окаймленные поры)
Определение характера помола. По степени разработанности различают очень жирный, жирный, и тощий помол, по длине - длинный, средний, короткий (рис. 3).
|
|
Рис. 3. Степени помола волокон: а - тощий, длинный и средний помол; б - тощий и короткий помол; в - жирный помол; г - очень жирный помол
Определение степени помола волокнистых компонентов производят микроскопическим исследованием при 75-80х увеличении. При этом вид помола характеризуется следующими признаками:
- волокна тощего помола - не расщеплены на фибриллы;
- волокна жирного помола - расщеплены на фибриллы;
- волокна очень жирного помола - доведены до слизи;
- волокна длинного помола - занимают по длине больше, чем одно поле зрения;
- волокна среднего помола - занимают 1/2 -2/3 поля зрения;
- волокна короткого помола - занимают 1 /4 поля зрения.
Определение зольности. В рамках экспертного исследования бумаги определяют зольность. Зольность бумаги относится к основному признаку, указывающему на ее вид. Для определения зольности исследуемый образец размером не менее 10x10 мм высушивают в сушильном шкафу до постоянного значения массы, а затем озоляют в муфельной печи в течение 20 мин при температуре 800°С. Полученный остаток, состоящий из минеральных веществ, снова взвешивают. По разности в значении массы вычисляется зольность бумаги по формуле:
где З – зольность, %
М1 – масса тигля до высушивания бумаги, г;
М2 – масса тигля с воздушно-сухой бумагой, г;
М3 – масса тигля без золы, г;
М4 – масса тигля с золой, г.