CN103076323B - 评估纸张中淀粉分布均匀程度的方法 - Google Patents
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Abstract
一种评估纸张中淀粉分布均匀程度的方法，其包括如下步骤：提供实验纸样和对照纸样，该实验纸样和对照纸样通过同样的浆料按照同样的生产方法获得的纸张，但实验纸样的浆料中添加有淀粉，而对照纸样的浆料未添加淀粉，该实验纸样和对照纸样的基重、大小和形状相同；提供显色剂，该显色剂含有碘；分别将等量的显色剂施加到二纸样上；当实验纸样出现显色反应后，采用匀度测试仪测试变成蓝色或紫红色纤维的均匀度，得出数值A；采用匀度测试仪测试对照纸样纤维的均匀度，得出数值B；比对数据A与数据B绝对值大小判断淀粉分布均匀程度。该方法简单易行，可快速有效的判断淀粉在纸张中分布是否均匀。
Description
技术领域
本发明涉及一种评估纸张中淀粉分布均匀程度的方法。
背景技术
现今，淀粉在造纸领域的应用广泛。纸张纤维上含有大量的羟基，而淀粉分子是由很多个葡萄糖分子连接在一起的大分子，表面也含有大量的羟基，所以淀粉的羟基和纤维的羟基以氢键的形式结合，从而使淀粉与纤维紧密结合。理想状况下，淀粉均匀的与纤维表面结合，这样淀粉在纸张中的分布就是均匀的，但是实际生产中，纸机系统环境复杂，淀粉很难均匀的与纤维结合，造成局部分布不均匀。淀粉在纸张中分布的均匀性则可以作为一个检验纸张各向同性的重要指标。如果淀粉在纸张中分布比较均匀，在一定程度上则可以判断纸张的物理性能比较稳定；如果淀粉在纸张中分布的不均匀，在一定程度上则可以判断纸张的物理性质不稳定，而这样的纸张则需要改进，所以检测纸张中淀粉分布的均匀度很有必要。
碘遇到淀粉会发生显色反应，这种方法通常可以用来相互定性检验溶液中碘和淀粉的存在。碘和淀粉的显色反应比较复杂，碘分子进入淀粉螺旋圈内，形成淀粉-碘复合物，直链淀粉为蓝色，支链淀粉为紫红色。利用这些特定的显色反应可以定量分析淀粉含量。直接将碘均匀的施加到纸张的表面，发现纸张表面的显色程度有差异，并不是很均匀，但是并不能据此来判定纸张中淀粉是否分布均匀。因为导致这种情况的原因有可能是淀粉在纸张中分布不均匀，也可能是淀粉虽然在纸张中分布得很均匀，但由于纤维本身分布得不均匀，所以才导致了淀粉变色的不均匀。目前，检测纸张中淀粉均匀度的方法通常需检测纸张各个部位的淀粉的含量，然后通过大量的数据比对来判断淀粉分布的均匀程度。该方法不仅繁琐，而且需要消耗大量的人力和资源。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种简单易行的评估纸张中淀粉分布均匀程度的方法。
一种评估纸张中淀粉分布均匀程度的方法，其包括如下步骤：
提供实验纸样和对照纸样，该实验纸样和对照纸样是通过同样的浆料按照同样的流程或抄造模式获得的纸张，但实验纸样的浆料中添加有淀粉，而对照纸样的浆料没有添加淀粉，该实验纸样和对照纸样的基重、大小和形状完全相同；
提供显色剂，该显色剂含有的主要成分为碘；
分别将等量的显色剂均匀的施加到实验纸样和对照纸样上；
当实验纸样出现显色反应后，在淀粉-碘络合物开始分解前，采用匀度测试仪测试实验纸样变成蓝色或紫红色的纤维的均匀度，得出一个评价实验纸样中淀粉分布均匀程度的数值A；
采用匀度测试仪测试对照纸样纤维的均匀度，得出一个评价对照纸样中纤维分布均匀程度的数值B；
比对数据A与数据B，如果A和B的差值的绝对值越小，则说明淀粉在纸张中分布得越均匀。
本发明的方法，简单易行，可以快速有效的判断淀粉在纸张中的分布是否均匀以及均匀程度。
具体实施方式
本发明所述的评估纸张中淀粉分布均匀程度的方法，其包括如下步骤：
（1）提供实验纸样和对照纸样。
该实验纸样和对照纸样是通过同样的浆料按照同样的流程或抄造模式获得的纸张，但实验纸样的浆料中添加有淀粉，而对照纸样的浆料没有添加淀粉。如此，制得的实验纸样含有淀粉，而对照纸样不含淀粉。该实验纸样和对照纸样的基重、大小和形状完全相同。实验纸样和对照纸样的尺寸大小、形状不限，可以根据需要进行设定。该淀粉为造纸常规添加的淀粉。淀粉添加于浆料中的具体添加点、添加量对本测试的进行无影响。
（2）提供显色剂。
使用的显色剂含有的主要成分为碘，具体可为固态的碘、气态升华的碘、碘溶解于溶剂的碘液、碘和碘盐的混合液、或碘和碘酸盐的混合物。该显色剂优选为碘溶解于溶剂的碘液，溶剂通常使用水和乙醇，但不限于水和乙醇，碘液的浓度以使得能够清晰的看到纸张里面的淀粉变色为宜，最终碘液pH呈中性或者酸性。本发明实施例使用的碘溶解于水的碘液，质量百分浓度约为0.05%。
（3）分别用显色剂处理实验纸样和对照纸样。
分别将等量的显色剂均匀的施加到实验纸样和对照纸样上，施加方式可为喷洒、涂布、施胶、浸泡等方法中的一种或者几种的组合。显色剂的施加量没有特殊要求，只要求可使实验纸样发生变色反应即可。
（4）分别测量实验纸样和对照纸样的均匀度。
该步骤使用的仪器为匀度测试仪，匀度测试仪是根据纸张对光的透射来衡量测试纸张中纤维的分布情况的仪器。
淀粉变色，淀粉又与纤维紧密地结合在一起，如此可以看到纸张里被淀粉包覆的纤维变成了蓝色或紫红色。用匀度测试仪来测量纸张中变成了蓝色或紫红色的纤维的分布情况，相当于测纸张中淀粉的分布情况。
当实验纸样出现显色反应后（淀粉变成蓝色或紫红色），在淀粉-碘络合物开始分解前（一般是显色反应之后60min内）测试均匀度。用匀度测试仪测试实验纸样中变成蓝色或紫红色的纤维的均匀度，匀度测试仪对纸张进行多点测量，再对所取得的一系列实测数据进行对比分析处理，得出一个评价实验纸样中淀粉分布均匀程度的数值A。
下面对匀度测试仪的工作原理以及数据处理方式进行简单介绍。
当用一定照度的光源照射被测纸张时，由于纸张中纤维分布的疏密程度不同，会导致纸张的透光度不同。将测试纸样放到匀度测试仪上，用一定照度的光源照射，每个单位面积（如1mm*1mm）都会生成一个透光度数值xi，通过软件对这一系列的数值进行运算处理，运算方式如下：
方差S2=∑（xi-x）2/（n-1）。
变异系数Cr=S/x。
匀度Y=1-Cr。
式中，xi为每个单位面积生成的透光度数值；
x为每个单位面积生成的透光度数值的平均值；
n为单位面积的数量；
S为标准偏差；
Cr为变异系数；
Y为匀度。
纤维分布越是均匀，那么方差越小，变异系数也就越小，匀度也就越高。也就是说匀度越高，Y越大。
对照纸样由于不含淀粉因而不会出现变色反应，只是纤维被染色。用匀度测试仪测试对照纸样纤维的均匀度，匀度测试仪对纸张进行多点测量，测量点的个数应与实验纸样的测试点个数相同，再对所取得的一系列实测数据进行对比分析处理，得出一个评价对照纸样中纤维分布均匀程度的数值B。
注：显色反应是一个动力学过程，直链淀粉和碘试剂能够很快形成蓝色络合物，并在60min内趋于稳定，超过60min淀粉-碘络合物则开始慢慢分解，蓝色逐渐消失。
（5）实验结果分析。
数据A表征实验纸样中淀粉的分布情况，数据B表征对照纸样中纤维的分布情况，数据A与数据B越接近，说明淀粉的分布情况与纤维的分布情况越接近，进一步说明淀粉在纸张中的纤维上分布比较均匀；数据A与数据B相差越大，说明淀粉的分布情况与纤维的分布情况差距越大，进一步说明淀粉在纸张中的纤维上分布不均匀。
将上述测得的实验纸样的匀度数据A与对照纸样中测得的匀度数据B进行比对，如果A和B的差值的绝对值越小，则说明淀粉在纸张中分布得越均匀，如果A和B的差值的绝对值越大，则说明淀粉在纸张中分布得越不均匀。
本发明的方法，简单易行，可以快速有效的判断淀粉在纸张中的分布是否均匀以及均匀程度。
另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其它形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (6)
1.一种评估纸张中淀粉分布均匀程度的方法，其包括如下步骤：
提供实验纸样和对照纸样，该实验纸样和对照纸样是通过同样的浆料按照同样的流程或抄造模式获得的纸张，但实验纸样的浆料中添加有淀粉，而对照纸样的浆料没有添加淀粉，该实验纸样和对照纸样的基重、大小和形状完全相同；
提供显色剂，该显色剂含有的主要成分为碘；
分别将等量的显色剂均匀的施加到实验纸样和对照纸样上；
当实验纸样出现显色反应后，在淀粉-碘络合物开始分解前，采用匀度测试仪测试实验纸样变成蓝色或紫红色的纤维的均匀度，得出一个评价实验纸样中淀粉分布均匀程度的数值A；
采用匀度测试仪测试对照纸样纤维的均匀度，得出一个评价对照纸样中纤维分布均匀程度的数值B；
比对数据A与数据B，如果A和B的差值的绝对值越小，则说明淀粉在纸张中分布得越均匀。
2.如权利要求1所述的评估纸张中淀粉分布均匀程度的方法，其特征在于：该显色剂为固态的碘、气态升华的碘、碘溶解于溶剂的碘液、碘和碘盐的混合液、或碘和碘酸盐的混合物。
3.如权利要求2所述的评估纸张中淀粉分布均匀程度的方法，其特征在于：该显色剂为碘溶解于水的碘液，其质量百分浓度为0.05%。
4.如权利要求1所述的评估纸张中淀粉分布均匀程度的方法，其特征在于：施加显色剂的方式为喷洒、涂布、施胶、浸泡方法中的一种或几种的组合。
5.如权利要求1所述的评估纸张中淀粉分布均匀程度的方法，其特征在于：使用匀度测试仪测试实验纸样的有效时间为实验纸样出现显色反应后的60min内。
6.如权利要求1所述的评估纸张中淀粉分布均匀程度的方法，其特征在于：采用匀度测试仪测试实验纸样或对照纸样中的纤维的均匀度均采用多点测量，再对所取得的一系列实测数据进行对比分析处理，得出一个评价纸样中淀粉分布均匀程度的数值，且实验纸样和对照纸样的测量点的个数相同。
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