Développement de méthodes pour les études spectroscopiques diélectriques de cavité séroélectrique sans contact de papier cellulosique

Cette méthode fournit une alternative objective et reproductible à l’exécution de l’analyse traditionnelle des fibres de papier, et elle dépasse les limites métrologiques de l’analyse traditionnelle des fibres. Contrairement à l’analyse traditionnelle des fibres, elle est rapide, sans contact, non constructive et ne nécessite aucune formation spécialisée, ni dépend de l’acuité visuelle d’un analyste individuel. Enregistrez toutes les informations de fabrication fournies avec la ream de papier, telles que le poids de base, le contenu annoncé de déchets post-consommation du fabricant, et la luminosité annoncée du fabricant.

Portez des gants et manipulez avec une pince à épiler pour éviter de froiner et de contaminer les échantillons de papier. Prenez en moyenne 10 mesures d’épaisseur le long d’une feuille de la ream, à l’aide d’un étrier. Identifiez la machine et traversez les directions de la feuille.

À l’aide d’un protracteur, identifiez et coupez le papier le long de l’angle de bande désiré entre la machine et traversez les directions. À l’aide d’un coupeur rotatif, trancher des bandes d’essai de 0,5 centimètre de large sur huit centimètres de long dans l’orientation cible de l’échantillon. Étiquetez les échantillons d’une extrémité et rangez-les entre les diapositives de microscopie en verre.

Conserver sous atmosphère azoté jusqu’à l’essai. Effectuez des tests accélérés de fondu de papier tels que décrits dans le protocole texte. Découpez des bandes d’échantillon dans les échantillons de papier vieillis pour s’adapter à la cavité résonnante.

La superficie typique du spécimen est de 0,5 centimètre par huit centimètres. Le montage d’essai de cavité résonnante se compose d’un guide d’onde rectangulaire standard WR-90 rempli d’air. Enregistrez la température et l’humidité relative.

Prenez la lecture initiale du facteur de qualité, Q-naught, et la fréquence résonnante, f-naught, de la cavité vide. Maintenant, placez le spécimen fixé dans le porte-échantillon au-dessus de la fente au centre de la cavité. Pendant les mesures, l’échantillon est inséré dans la cavité par la fente dans des étapes de volume croissant, où le volume est égal à la hauteur de l’échantillon inséré fois que la largeur de l’échantillon fois l’épaisseur de l’échantillon.

À l’aide de l’étrier Vernier sur la monture de l’échantillon, insérez l’échantillon dans la cavité par incréments de 50 microns. Prenez des lectures du facteur de qualité et de la fréquence de résonance à chaque étape jusqu’à ce que l’échantillon ait été abaissé de 10 millimètres dans la cavité. Rétractez l’échantillon de l’intérieur aux mêmes incréments de 50 microns.

Prenez les lectures du facteur qualité et de la fréquence de résonance jusqu’à ce que l’échantillon ait été complètement rétracté. Rangez l’échantillon entre les glissières de verre et retournez-les dans l’atmosphère azoté. La perte diélectrique des échantillons de papier est obtenue à partir de la pente de la perturbation.

L’orientation de coupe de l’échantillon d’essai influe sur l’ampleur de la réponse diélectrique. Une comparaison de la réponse diélectrique par angle de bande est montrée pour les papiers de bureau vierges, tels que reçus, bleus, de 24 livres avant et après la décoloration uv pendant 169 heures. Les bandes coupées à partir d’angles non orthogonaux le long de la feuille de papier ont fourni la plus grande résolution entre les types de papier, en particulier aux orientations de 45 degrés et de 60 degrés.

Les profils de perte diélectrique des papiers obligataires contenant du coton obtenus par le gouvernement fédéral des États-Unis à l’aide de bandes à 60 degrés montrent que différentes concentrations de fibres de coton peuvent être distinguées. Les résultats des tests sur le papier 100% coton acquis par le gouvernement fédéral ont été comparés à 46% d’humidité relative et 49% d’humidité relative. Après 169 heures de vieillissement accéléré par les UV, la dégradation du polymère de cellulose est perceptible car les valeurs moyennes de perte diélectrique avaient diminué pour les variétés vierges et recyclées.

Il est à noter que la technique peut faire la distinction entre les matériaux vierges et recyclés, même après la période de vieillissement accéléré. Un ajustement de régression linéaire basé sur une parcelle de contour montre la perte diélectrique de papier copieur de bureau blanc basé sur la luminosité annoncée du fabricant et la teneur en papier recyclé des analytes. La chose la plus importante à retenir lors de la tentative de cette procédure est de maintenir des conditions constantes de température de laboratoire et d’humidité.

Cette méthode est très prometteuse et utilitaire directement non seulement pour l’industrie des pâtes et papiers, mais aussi pour assurer la fabrication des titres de compétences, la criminalistique, l’application des douanes et les sciences de l’archéologie et de la conservation.