КОНТРОЛЬ СТРУКТУРЫ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ БУМАГИ МЕТОДОМ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ

Жуков Михаил Валерьевич

2014 , ТОМ 14, НОМЕР 1 ( ЯНВАРЬ-ФЕВРАЛЬ )

ISSN 2226-1494 (print), ISSN 2500-0373 (online)

Меню

Публикации

Главный редактор

НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор

Партнеры

УДК 676.22.017; 676.262; 539.211

КОНТРОЛЬ СТРУКТУРЫ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ БУМАГИ МЕТОДОМ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ

Жуков М.В.

Читать статью полностью

Аннотация

Рассматриваются вопросы высокоточного контроля параметров выпускаемой бумажной продукции, а именно, различных видов бумаги и фотобумаги для печати. В рамках данной работы методом атомно-силовой микроскопии проведены исследования необработанной, матовой, глянцевой и ламинированной бумаги. Для исследований использовался учебно-научный сканирующий зондовый микроскоп NanoEducator LE. Проведена визуализация характерной структуры каждого вида исследуемой бумаги, получены гистограммы шероховатости, определена средняя шероховатость перепадов высот для каждого типа бумаги. Наименьшей шероховатостью обладает ламинированная бумага (Ra около 70 нм), шероховатость глянцевой бумаги составляет около 170 нм, шероховатость необработанной бумаги с волокнами целлюлозы – 530–540 нм. Самыми высокими параметрами шероховатости характеризуется матовая бумага (Ra порядка 670–680 нм). Продемонстрировано, что применение сканирующей зондовой микроскопии позволяет проводить экспресс-контроль параметров целлюлозной бумажной продукции, что может быть использовано при ее производстве.

Ключевые слова: бумага, атомно-силовая микроскопия, шероховатость, фотобумага, сканирующий зондовый микроскоп

Список литературы

1. Список продукции материалов для струйной печати Lomond [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://printer.ucoz.ua/Lomond-2005.pdf, свободный. Яз. рус. (дата обращения 05.12.2013).

2. Chinga G. Structural studies of LWC paper coating layers using SEM and image analysis techniques. Ph D. Thesis. Norwegian University of Science and Technology Department of Chemical Engineering. February 2002. 122 p. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.divaportal.org/smash/get/diva2:121743/FULLTEXT01.pdf, свободный. Яз. англ. (дата обра- щения 05.12.2013).

3. Yang D., Parlange J.-Y., Walker L.P., Moran-Mirabal J.M. Investigation of the porous structure of cellulosic substrates through confocal laser scanning microscopy // Biotechnology and Bioengineering. 2013. V. 110. N 11. P. 2836–2845.

4. Witec. Focus innovations. Confocal Raman & AFM Imaging of Paper [Электронный ресурс]. Режим дос- тупа: http://www.witec.de/assets/Downloads/afm/Paper.pdf, свободный. Яз. англ. (дата обращения 05.12.2013).

5. CD-Laboratory for Surface Chemical and Physical Fundamentals of Paper Strength [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.ipz.tugraz.at/index.php/wbPage/wbShow/cd?lang=en, свободный. Яз. англ. (дата обращения 05.12.2013).

6. Shimadzu – AFM Observation of Coated Paper and Printed Surface [Электронный ресурс]. Режим досту- па: http://www.shimadzu.com/an/surface/spm/data/appli/paper.html, свободный. Яз. англ. (дата обраще- ния 05.12.2013).

7. Maattanen A., Fors D., Wang S., Valtakari D., Ihalainen P., Peltonen J. Paper-based planar reaction arrays for printed diagnostics // Sensors and Actuators B. 2011. V. 160. N 1. P. 1404–1412.

8. JPK Instruments. Application note. Studying texture of paper with AFM and Upright optical microscopy using the BioMAT Workstation [Электронный ресурс]. Режим доступа:https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=7&ved=0CGoQFjAG&url=ht tp%3A%2F%2Fwww.jpk.com%2Findex.download.2cd8ad3d77e6aa0fb7b45cc3b9d0d192&ei=GxSfUtLfG Mrd4QTN34HIBA&usg=AFQjCNEUFL_TpQfKNzaYtg2ANUGALZSKFQ&bvm=bv.57155469,d.bGE&ca d=rjt, свободный. Яз. англ. (дата обращения 05.12.2013).

9. Paiva A.T., Sequeira S.M., Evtuguin D.V., Kholkin A.L., Portugal I. Nanoscale Structure of Cellulosic Materials: Challenges and Opportunities for AFM // Modern Research and Educational Topics in Microscopy/ Eds A. Méndez-Vilas, J. Díaz. Formatex, 2007. V. 2. P. 726–733.

10. Persson B.N.J., Ganser C., Schmied F., Teichert C., Schennach R., Gilli E., Hirn U. Adhesion of cellulose fibers in paper // J. Phys.: Condens. Matter. 2013. V. 25. N 4. P. 045002-1– 045002-11.

11. Pinzari F., Pasquariello G., De Mico A. Biodeterioration of Paper: A SEM Study of Fungal Spoilage Reproduced Under Controlled Conditions // Macromol. Symp. 2006. V. 238. N 1. P. 57–66.

12. Ion R.-M., Doncea S.M., Ion M.-L., Rădiţoiu V., Amăriuţei V. Surface investigations of old book paper treated with hydroxyapatite nanoparticles // Applied Surface Science. 2013. V. 285. Part A. P. 27–32.

13. Piantanida G., Pinzari F., Montanari M., Bicchieri M., Coluzza C. Atomic Force Microscopy Applied to the Study of Whatman Paper Surface Deteriorated by a Cellulolytic Filamentous Fungus // Macromol. Symp. 2006. V. 238. N 1. P. 92–97.

14. NT-SPb. Наноэдьюкатор LE [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ntspb.dev.ntmdt.ru/device/view/nanoeducator-1-1, свободный. Яз. рус. (дата обращения 05.12.2013).

15. Голубок А.О., Пинаев А.Л., Феклистов А.А., Чивилихин С.А. Об устойчивости вольфрамовых зондов при функционировании сканирующего зондового микроскопа в режимах динамической силовой лито- графии и наноиндентирования // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2011. № 4 (74). С. 91–97.

16. Бумага для принтера – Svetocopy Paper [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://sveto-copy.ru/, свободный. Яз. рус. (дата обращения 05.12.2013).

17. Материалы для струйной печати офисных форматов Lomond [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.lomond.ru/, свободный. Яз. рус. (дата обращения 05.12.2013).

18. ISO 4287:1997. Geometrical Product Specifications (GPS) – Surface texture: Profile method – Terms, definitions and surface texture parameters. 01.04.1997. Geneva, International Organization for Standardization. 35 p.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License