Разработка методики оценки распределения крахмалсодержащих составов в z-направлении бумаги и оценка ее пригодности
Автор: Парфенок М.О., Горжанов В.В., Герман Н.А., Грошев И.М.
Журнал: Вестник Витебского государственного технологического университета @vestnik-vstu
Рубрика: Химическая технология
Статья в выпуске: 2 (52), 2025 года.
Бесплатный доступ
Явления, происходящие при поверхностной обработке бумаги, весьма сложны и не до конца изучены. Несмотря на работы, проведенные в этом направлении сохраняется множество факторов, влияющих на неопределенность конечного результата и обусловленные, в первую очередь, применением природных материалов, свойства которых не могут быть воспроизведены с должной точностью. Свойства же бумаги, формируемые при поверхностной проклейке, напрямую зависят от этих составляющих и определяются глубиной проникновения составов и их распределением в z-направлении бумажного листа. Методики, предлагаемые для определения этих показателей, не позволяют оценить распределение крахмала в z-направлении уже изготовленной бумаги, что затрудняет изучение влияния факторов поверхностной проклейки на распределение крахмала в реальных условиях промышленного производства. Это определило цель работы, которая заключалась в разработке методики определения глубины пенетрации крахмала, нанесенного при поверхностной проклейке, и изучение его распределения в z-направлении бумаги. Предлагаемая методика определения проникновения крахмала при поверхностной проклейке бумаги позволяет с достаточной большой точностью (абсолютная погрешность в оценке средних значений содержания вещества состава составляет не более 5 %) судить как о глубине проникновения крахмала, так и о его распределении по всей толщине бумаги. Суть методики заключалась в обработке образцов бумаги составом на основе йода с целью его связывания в комплексные соединения с крахмалом, получения изображений поперечных срезов бумаги и их обработки при помощи программного обеспечения. Для оценки пригодности методики проведены сравнительные измерения двух образцов бумаги, изготовленных в промышленных условиях, проклеенных с поверхности составами на основе оксиэтилированного крахмала, имеющих различные характеристики по вязкости вследствие различия концентрации состава. Применение методов метаматематической обработки полученных данных позволило объективно показать чувствительность методики к характеристикам проклеивающих составов на основе крахмала, обусловленным различным содержанием сухого вещества.
Поверхностная проклейка, проникновение крахмала, z-направление бумаги, концентрация состава, пенетрация
Короткий адрес: https://sciup.org/142245901
IDR: 142245901 | УДК: 676.2.026.723.4 | DOI: 10.24412/2079-7958-2025-2-80-91
Development of a method for assessment the distribution of starch-containing compositions in the z-direction of paper and its suitability assessment
The phenomena occurring during surface treatment of paper are very complex and not fully understood. Despite the work carried out in this direction, many factors remain that affect the uncertainty of the final result and are primarily due to the use of natural materials whose properties cannot be reproduced with due accuracy. The properties of paper formed during surface sizing directly depend on these components and are determined by the depth of penetration of the compositions and their distribution in the z-direction of the paper sheet. The methods proposed for determining these indicators do not allow us to estimate the distribution of starch in the z-direction of already manufactured paper, which complicates the study of the effect of surface sizing factors on the distribution of starch in real industrial production conditions. This determined the purpose of the work, which was to develop a method for determining the depth of penetration of starch applied during surface sizing and to study its distribution in the z-direction of paper. The proposed method for determining starch penetration during surface sizing of paper allows one to judge both the depth of starch penetration and its distribution over the entire thickness of the paper with sufficient accuracy (the absolute error in estimating the average values of the substance content of the composition is no more than 5 %). The essence of the method was to treat paper samples with an iodine-based composition in order to bind it into complex compounds with starch, obtain images of cross sections of paper and process them using software. To assess the suitability of the method, comparative measurements were carried out on two paper samples manufactured under industrial conditions, sized from the surface with compositions based on oxyethylated starch, having different viscosity characteristics due to differences in the concentration of the composition. The use of meta-mathematical processing methods for the obtained data made it possible to objectively demonstrate the sensitivity of the method to the characteristics of starch-based sizing compositions due to different dry matter content.
Текст научной статьи Разработка методики оценки распределения крахмалсодержащих составов в z-направлении бумаги и оценка ее пригодности
УДК 676.2.026.723.4 DOI:
В производстве печатных видов бумаги важную роль играет поверхностная проклейка, которая обеспечивает бумаге необходимую впитывающую способность к печатным краскам, улучшает структурно-механические свойства, снижает пылимость и выщипывание при нанесении печати, повышает устойчивость к деформации во влажном состоянии (В.В. Хованский, В.К. Дубовый и П.М. Кейзер, 2013). Для поверхностной проклейки наиболее часто применяют модифицированный химическим или физико-химическим способами крахмал (К.В. Пин-чукова, Я.В. Глазкова и З. Кужугалдинова, 2016; Л.Р. Мусина, М.Ф. Галиханов, 2014).
Явления, происходящие при поверхностной обработке бумаги, весьма сложны и не до конца изучены. Сложность процесса обусловлена особенностями коллоидно-химических свойств веществ, используемых для поверхностной проклейки, неоднородностью химического состава волокнистых материалов, входящих в композицию бумаги, изменчивостью форм коагуляции проклеивающего вещества при взаимодействии его с волокнистым материалом и условий миграции в пористую структуру (Х.А. Барахнова и др., 2022).
Особое значение для объяснения теории поверхностной проклейки имеет процесс проникновения проклеивающего состава в структуру бумаги (О.С. Вдовина, С.Ю. Кожевников и И.Н. Коверинский, 2015; А.П. Петров, 1968).
Именно процессы проникновения составов при поверхностной проклейке определяют поглощение желательного количества добавок полимера и его од- нородность при распределении на поверхности и в толще бумаги (Н.В. Черная, Н.А. Герман, 2020; А.В. Вураско, М.А. Агеев и А.Я. Агеев, 2021; Д.И. Малютина, Е.Г. Смирнова, 2023). Понимание механизмов распределения составов возможно только при сопоставлении технологических параметров проклейки с распределением составов в z-направлении бумажного листа (О.А. Новосельская и др., 2018).
Наиболее полное исследование по теории проникновения составов для поверхностной проклейки в бумагу в z-направлении изложено в работе М. Ширази с соавторами (M. Shirazi et al, 2004). В рассматриваемой работе изучено проникновение растворов крахмалов в бумагу и картон в z-направлении в зависимости от скорости бумагоделательной машины, усилия сжатия валов клеильного пресса, вида и вязкости раствора крахмалов. Исследования проведены на модельных неклеенных образцах бумаги (масса 1 м2 55 г, толщина 150 мкм) и картона (масса 1 м2 220 г, толщина 500 мкм) с использованием лабораторной установки, имитирующей наклонный клеильный пресс. В качестве методики оценки проникновения составов предложена обработка крахмала смесью I2 и KI и нанесение данной смеси на поверхность бумаги с последующим сканированием полученной бумаги при помощи электронного микроскопа с функцией элементного анализа и обработкой полученного изображения (Р.О. Шабиев, А.С. Смолин и Л.Л. Парамонова, 2013).
Данная методика не позволяет оценить распределение крахмала в z-направлении уже изготовленной бумаги, что затрудняет изучение влияния факторов по- верхностной проклейки на распределение крахмала в реальных условиях промышленного производства.
Цель работы заключалась в разработке методики определения глубины пенетрации крахмала, нанесенного при поверхностной проклейке, и изучении его распределения в z-направлении бумаги.
Методы и средства исследований
Идентификацию крахмала в z-направлении в бумаге проводили с помощью сканирующей электронной микроскопии по методике (R. Alem, 1998).
Отбор проб бумаги для испытания проводили в соответствии с ГОСТ 8047-2001.
Методика заключалась в обработке образцов бумаги составом на основе йода с целью его связывания в комплексные соединения с крахмалом, получения изображений поперечных срезов бумаги и их обработки при помощи программного обеспечения.
Отобранные образцы бумаги разрезали на полосы 10×150 мм при помощи хирургического скальпеля вдоль машинного направления бумаги. Поверхность полученного поперечного сечения образца должна быть гладкой и плоской.
Образцы бумаги погружали в раствор йода (1 г/л I2 + 10 г/л KI ) на 10 минут, затем в дистиллированную воду также на 10 минут, чтобы удалить несвязанный йод из бумаги, в результате чего крахмал в структуре листа окрашивается в темный цвет. После каждого погружения раствор йод-калий-йодида заменяли, чтобы гарантировать его чистоту, и чтобы свет не ослаблял реакцию окрашивания.
Окрашенные влажные образцы бумаги высушивали в сушильном шкафу при температуре (100±5) °С. Высушенный образец помещали между двух металлических пластин и с помощью скальпеля делали срез. Лезвие заменяли после резки 5 полос.
Изображения получали при помощи оптического микроскопа со встроенной аналогово-цифровой фотокамерой LeicaDFC 280 (Германия). Специфика исследования заключалась в необходимости наблюдать структуру поверхности непрозрачных тел. Устанавливали необходимое значение увеличения, при котором получали четкое изображение поперечного сечения бумаги, и делали фотографию сечения.
Анализ изображений проводился с применением программы FotoshopCS 5.
После загрузки изображения среза бумаги выполняются следующие команды программы:
-
– изображение среза образца бумаги располагается горизонтально;
-
– в пункте «Изображение» главного меню выполняется команда «Режим», «Черно-белый (Ч-Б)»;
-
– в пункте «Вид» главного меню выполняются команды: «Линейки»; «Реальный размер», «Показать во весь экран», «Включит Сетку»;
-
– на панели инструментов выбирается пиктограмма «Заливка» и выполняется заливка фона белым цветом. Таким образом, устанавливается верхняя и нижняя границы изображения поперечного сечения;
-
– в пункте «Окно» главного меню открываются окна «Гистограмма», «Инфо», «Цвет»;
-
– выбирается инструмент «Пипетка»;
-
– оценка яркости пиксел выполняется с шагом 0,1 L по длине образца бумаги ( L – длина образца бумаги на изображении). Участки, содержащие деформированную поверхность, пропускаются. Сканирование в z-направлении по толщине бумаги Н проводится от лицевой до сеточной поверхности с шагом каждого уровня Н/15. Таким образом, в результате каждого сканирования в z-направлении получали 16 результатов измерения яркости пиксел (для 16 уровней включая нулевой).
На каждом образце бумаги получали не менее 10 результатов оценки изменения яркости пиксел в z-направлении (10 шагов).
Обработка результатов измерений глубины проникновения крахмалсодержащего состава в z-направлении осуществлялась по стандартным методикам, заключающимся в расчете среднего значения яркости пиксел, его среднего квадратичного отклонения, погрешности, относительного отклонения и доверительного интервала.
Результаты анализа отображаются в виде кривых пенетрации крахмалсодержащего состава для поверхностной проклейки.
После анализа изображений снимков поперечного сечения и получения кривых пенетрации крахмалсодержащего состава для поверхностной проклейки, которые показывают относительное содержание крахмала (в интервале от 0 до 100 %) в z-направлении (глубину) листа, определяли безразмерную величину пенетрации, Q с целью получения представления относительно глубины проникновения крахмала. Этот показатель может быть использован для сравнения образцов бумаги с различными уровнями пенетрации крахмала. Вид кривой пене-трации представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 – Изображение полученных поперечных сечений А0-22,5, А22,5-45, А45-67,5, А67,5-90, покрываемых кривой пенетрации крахмала
Figure 1 – Image of the obtained cross sections A0-22,5, A22,5-45, A45-67,5, A67,5-90, covered by the starch penetration curve
Определение безразмерной величины проводят с применением программы Mathcad 13.
Последовательность обработки данных была следующая:
-
a) Получали с помощью электронных таблиц Microsoft Office Excel уравнение f(x) , аппроксимирующее данные пенетрации крахмала.
-
б) Для определения безразмерной величины пене-трации, Q , толщину изображения сечения образца бумаги в z-направлении делили на четыре слоя, равных по размеру, а интегралы (области, охватываемые кривой пенетрации), этих участков определяли как А 022 5 , А22,5-45 , А45-67,5 , А67,5-90 '
-
в) Величины пенетрации на лицевой Q eepx и сеточной Q nu3 сторонах бумажного листа определяли отдельно, как на лицевой, так и на сеточной сторонах: отношение площади, покрытой кривой пенетрации на внутренней четверти толщины листа ( А 22 5-45 или А 45-67 5 ), к площади, покрытой кривой пенетрации на половину толщины образца ( А022 5 + А 22 5-45 или А 4567 5 + А 67 5-90 ) Это выполняли с помощью следующих уравнений:
г) Среднюю величину пенетрации Q cp рассчитывали как среднее значение от величин пенетрации, полученных с обеих сторон по формуле
О ср =
С верх (А 0- 22,5+A22,5-45 ) + Q низ (А 45-67,5+А67,5-90 )
А0-22,5+А22,5-45+А45-67,5+А67,5-90
О верх-
А 22,5-45 А 0-22,5 +А 22,5-45
; О низ-
А 45-67,5
А 45-67,5 +А 67,5-90
Характеристики Q eepx , Q nu3 и Q cp варьируют в стандартных пределах [0,1]. Если значение Q cp - 0,5, то содержание крахмала стабильно в z-направлении. Если Q cp > 0,5, то больше крахмала находится во внутренней части образца поперечного сечения, чем на его поверхности.
Результаты эксперимента и их анализ. С целью оценки пригодности методики были проведены сравнительные измерения для двух образцов бумаги, изготовленных в промышленных условиях, проклеенных с поверхности составами на основе оксиэтилированно-го крахмала, имеющих различные характеристики по вязкости вследствие различия концентрации состава (С.А. Гордейко, Н.В. Черная и Е.П. Шишаков, 2015; Д.М. Фляте, 1988). Образец 1 проклеивался составом концентрацией 3,7 %, образец 2 – 5,8 %.
Результаты определения содержания состава для поверхностной проклейки в z-направлении бумаги представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Содержание состава для поверхностной проклейки (СПП) в z-направлении Table 1 – Surface bonding compound (SBC) content in z-direction
|
Уровень сечения в z-направлении, мкм |
Среднее содержание СПП, % |
Абсолютная разность, % |
Относительная разность, % |
|
|
образец 1 |
образец 2 |
|||
|
0 |
26,5 |
22,8 |
3,7 |
15,7 |
|
6 |
44,4 |
44,9 |
-0,5 |
-0,7 |
|
12 |
58,0 |
59,2 |
-1,2 |
-2,5 |
|
18 |
62,9 |
62,5 |
0,4 |
1,2 |
|
24 |
61,0 |
52,1 |
8,9 |
14,7 |
|
30 |
54,5 |
45,9 |
8,6 |
19,5 |
|
36 |
46,1 |
38,2 |
7,9 |
17,4 |
|
42 |
40,6 |
30,2 |
10,4 |
23,4 |
|
48 |
35,7 |
25,8 |
9,9 |
28,6 |
|
54 |
35,2 |
24,0 |
11,2 |
26,7 |
|
60 |
38,7 |
28,1 |
10,6 |
22,3 |
|
66 |
43,4 |
35,5 |
7,9 |
12,2 |
|
72 |
50,2 |
46,3 |
3,9 |
2,9 |
|
78 |
56,5 |
50,2 |
6,3 |
7,5 |
|
84 |
51,0 |
44,4 |
6,6 |
9,3 |
|
90 |
32,2 |
24,2 |
8,0 |
33,3 |
Образец 1
Образец 2
Рисунок 2 – Распределение СПП по уровням сечения
Figure 2 – Distribution of SBC by section levels
Таблица 2 – Оценка однородности дисперсий распределения содержания крахмала для образцов 1 и 2
Table 2 – Evaluation of homogeneity of starch content distribution variances for samples 1 and 2
|
Уровень сечения в z-направлении, мкм |
Среднее содержание СПП, % |
Дисперсии |
Расчетное значение критерия Фишера F П |
Значение распределения Фишера F Крит |
Оценка однородности дисперсий |
Уровень значимости для Fp |
||
|
образец 1 |
образец 2 |
образец 1 |
образец 2 |
|||||
|
0 |
26,5 |
22,8 |
6,9 |
7,6 |
1,10 |
1,54 |
однородны |
2,75E-01 |
|
6 |
44,4 |
44,9 |
57,4 |
44,6 |
1,29 |
1,54 |
однородны |
1,02E-01 |
|
12 |
58,0 |
59,2 |
33,0 |
48,1 |
1,46 |
1,54 |
однородны |
7,51E-02 |
|
18 |
62,9 |
62,5 |
88,9 |
41,3 |
2,15 |
1,54 |
не однородны |
1,79E-02 |
|
24 |
61,0 |
52,1 |
177,0 |
208,3 |
1,18 |
1,54 |
однородны |
1,22E-01 |
|
30 |
54,5 |
45,9 |
304,6 |
215,9 |
1,41 |
1,54 |
однородны |
8,18E-02 |
|
36 |
46,1 |
38,2 |
325,4 |
172,6 |
1,89 |
1,54 |
не однородны |
3,22E-02 |
|
42 |
40,6 |
30,2 |
318,8 |
94,6 |
3,37 |
1,54 |
не однородны |
6,74E-04 |
|
48 |
35,7 |
25,8 |
348,2 |
92,1 |
3,78 |
1,54 |
не однородны |
1,86E-04 |
|
54 |
35,2 |
24,0 |
371,8 |
101,6 |
3,66 |
1,54 |
не однородны |
2,74E-04 |
|
60 |
38,7 |
28,1 |
258,8 |
157,1 |
1,65 |
1,54 |
не однородны |
5,24E-02 |
|
66 |
43,4 |
35,5 |
277,2 |
185,2 |
1,50 |
1,54 |
однородны |
7,00E-02 |
|
72 |
50,2 |
46,3 |
212,9 |
119,1 |
1,79 |
1,54 |
не однородны |
3,96E-02 |
Окончание таблицы 2 – Оценка однородности дисперсий распределения содержания крахмала для образцов 1 и 2
End of Table 2 – Evaluation of homogeneity of starch content distribution variances for samples 1 and 2
После анализа изображений снимков поперечного сечения и получения кривых пенетрации состава для поверхностной проклейки, которые показывают относительное содержание состава для поверхностной проклейки (СПП) в z-направлении (глубину) листа, определяли безразмерную величину пенетрации, Q , значения которой представлены в таблице 6.
Для образца 1 значения величин пенетрации показывают:
-
- значение величины пенетрации Q eepx = 0,505 характеризует относительно равномерное распределение СПП в z-направлении от лицевой поверхности бумажного листа до половины толщины образца;
-
- значение величины пенетрации Q nu3 = 0,358 говорит о том, что больше СПП находится на сеточной сторо-
|
78 |
56,5 |
50,2 |
137,2 |
56,9 |
2,41 |
1,54 |
не однородны |
9,55E-03 |
|
84 |
51,0 |
44,4 |
97,0 |
75,5 |
1,71 |
1,54 |
не однородны |
4,68E-02 |
|
90 |
32,2 |
24,2 |
50,9 |
9,9 |
0,20 |
1,54 |
однородны |
4,23E-01 |
Таблица 3 – Оценка существенности различий средних значений распределения СПП для образцов 1 и 2 Table 3 - Assessment of the significance of differences in the mean values of the distribution of the SBC for samples
1 and 2
|
Уровень сечения в z-направлении, мкм |
Среднее содержание СПП, % |
Стандартное отклонение |
Расчетное значение критерия Стьюдента |
Значение распределения Стьюдента, t крат |
Оценка существенности различий средних |
Уровень значимости для Кршт |
||
|
образец 1 |
образец 2 |
образец 1 |
образец 2 |
|||||
|
0 |
26,5 |
22,8 |
2,6 |
2,8 |
7,576 |
1,98 |
существенно |
3,16E-10 |
|
6 |
44,4 |
44,9 |
7,6 |
6,7 |
0,320 |
1,98 |
не существенно |
3,75E-01 |
|
12 |
58,0 |
59,2 |
5,7 |
6,9 |
1,033 |
1,98 |
не существенно |
1,53E-01 |
|
18 |
62,9 |
62,5 |
9,4 |
6,4 |
0,272 |
1,98 |
не существенно |
3,93E-01 |
|
24 |
61,0 |
52,1 |
13,3 |
14,4 |
3,525 |
1,98 |
существенно |
4,17E-04 |
|
30 |
54,5 |
45,9 |
17,5 |
14,7 |
2,908 |
1,98 |
существенно |
2,57E-03 |
|
36 |
46,1 |
38,2 |
18,0 |
13,1 |
2,759 |
1,98 |
существенно |
3,87E-03 |
|
42 |
40,6 |
30,2 |
17,9 |
9,7 |
3,956 |
1,98 |
существенно |
1,05E-04 |
|
48 |
35,7 |
25,8 |
18,7 |
9,6 |
3,667 |
1,98 |
существенно |
2,68E-04 |
|
54 |
35,2 |
24,0 |
19,3 |
10,1 |
3,969 |
1,98 |
существенно |
1,01E-04 |
|
60 |
38,7 |
28,1 |
16,1 |
12,5 |
4,013 |
1,98 |
существенно |
8,69E-05 |
|
66 |
43,4 |
35,5 |
16,6 |
13,6 |
2,840 |
1,98 |
существенно |
3,11E-03 |
|
72 |
50,2 |
46,3 |
14,6 |
10,9 |
1,672 |
1,98 |
не существенно |
4,99E-02 |
|
78 |
56,5 |
50,2 |
11,7 |
7,5 |
3,512 |
1,98 |
существенно |
4,34E-04 |
|
84 |
51,0 |
44,4 |
9,9 |
8,7 |
3,893 |
1,98 |
существенно |
1,29E-04 |
|
90 |
32,2 |
24,2 |
7,1 |
3,2 |
7,928 |
1,98 |
существенно |
4,04E-11 |
|
90 |
32,2 |
24,2 |
7,1 |
3,2 |
7,928 |
1,98 |
существенно |
4,04E-11 |
Анализ таблицы 1 показал, что относительная разность в содержании крахмала при сравнении образцов 1 и 2 имеет наибольшие значения в интервале уровней сечения 20-90 мкм и составляет от 14,3 до 33,3 %. Следует отметить, что на лицевой стороне бумаги разница в содержании крахмала практически отсутствует, тогда как на поверхности сеточной стороны она составляет 33,3 %. Абсолютная разница в проникновении крахмала в указанных уровнях сечения составляет до 9 %.
На рисунке 2 показано распределение состава для поверхностной проклейки (СПП) по уровням сечения для образцов 1 и 2.
В таблице 2 представлена оценка однородности дисперсий распределения содержания крахмала для образцов 1 и 2.
Анализ таблицы 2 показывает, что дисперсии, характеризующие рассеяние результатов измерений относительно средних, практически все неоднородны в интервале уровней сечений 36-84 мкм, что свидетельствует о неоднородности результатов определения проникновения крахмала в бумагу на этих уровнях сечений, что
требует увеличения количества параллельных определений.
Оценка существенности различий средних значений распределения состава для поверхностной проклейки для образцов 1 и 2 представлена в таблице 3.
Таким образом, проведенные расчеты, представленные в таблице 3, показали, что различие средних значений распределения СПП для образцов 1 и 2 существенно. Это свидетельствует о корректности отклика методики на внешние изменения (в нашем случае изменение концентрации состава). Стандартные отклонения значений проникновения крахмала для образца 2 существенно меньше и составляют в среднем 9,4 % в сравнении с 12,9 % для образца 1. Доверительные интервалы средних значений содержания состава для поверхностной проклейки в образцах 1 и 2 представлены в таблицах 4 и 5 соответственно.
Анализ таблиц 4 и 5 подтверждает высокую точность измерения содержания крахмала – абсолютная погрешность в оценке средних значений составляет не более 5 %.
Таблица 4 – Доверительные интервалы средних значений содержания состава для поверхностной проклейки в образце 1
Table 4 – Confidence intervals of the mean values of the content of the composition for surface sizing in sample 1
|
Уровень сечения в z-направлении, мкм |
Среднее содержание, % |
Абсолютная погрешность, % |
Относительная погрешность, % |
Доверительный интервал |
|
|
0 |
26,5 |
0,680 |
2,57 % |
25,8 |
27,2 |
|
6 |
44,4 |
1,956 |
4,40 % |
42,5 |
46,4 |
|
12 |
58,0 |
1,482 |
2,56 % |
56,5 |
59,5 |
|
18 |
62,9 |
2,434 |
3,87 % |
60,4 |
65,3 |
|
24 |
61,0 |
3,436 |
5,63 % |
57,6 |
64,5 |
|
30 |
54,5 |
4,506 |
8,27 % |
50,0 |
59,0 |
|
36 |
46,1 |
4,658 |
10,10 % |
41,4 |
50,8 |
|
42 |
40,6 |
4,610 |
11,36 % |
36,0 |
45,2 |
|
48 |
35,7 |
4,818 |
13,50 % |
30,9 |
40,5 |
|
54 |
35,2 |
4,979 |
14,15 % |
30,2 |
40,2 |
|
60 |
38,7 |
4,154 |
10,75 % |
34,5 |
42,8 |
|
66 |
43,4 |
4,299 |
9,91 % |
39,1 |
47,7 |
|
72 |
50,2 |
3,767 |
7,50 % |
46,5 |
54,0 |
|
78 |
56,5 |
3,024 |
5,35 % |
53,5 |
59,5 |
|
84 |
51,0 |
2,543 |
4,99 % |
48,4 |
53,5 |
|
90 |
32,2 |
1,842 |
5,73 % |
30,3 |
34,0 |
Таблица 5 – Доверительные интервалы средних значений содержания состава для поверхностной проклейки в образце 2
Table 5 – Confidence intervals of the mean values of the content of the composition for surface sizing in sample 2
|
Уровень сечения в z-направлении, мкм |
Среднее содержание, % |
Абсолютная погрешность, % |
Относительная погрешность, % |
Доверительный интервал |
|
|
0 |
22,8 |
0,71 |
3,13 % |
22,1 |
23,5 |
|
6 |
44,9 |
1,72 |
3,84 % |
43,1 |
46,6 |
|
12 |
59,2 |
1,79 |
3,02 % |
57,4 |
61,0 |
|
18 |
62,5 |
1,66 |
2,66 % |
60,8 |
64,1 |
|
24 |
52,1 |
3,73 |
7,15 % |
48,4 |
55,8 |
|
30 |
45,9 |
3,79 |
8,27 % |
42,1 |
49,7 |
|
36 |
38,2 |
3,39 |
8,89 % |
34,8 |
41,5 |
|
42 |
30,2 |
2,51 |
8,32 % |
27,7 |
32,7 |
|
48 |
25,8 |
2,48 |
9,62 % |
23,3 |
28,2 |
BULLETIN of Vitebsk State Technological University, 2025, № 2 (52)
w 87
Окончание таблицы 5 – Доверительные интервалы средних значений содержания состава для поверхностной проклейки в образце 2
End of Table 5 – Confidence intervals of the mean values of the content of the composition for surface sizing in sample 2
|
54 |
24,0 |
2,60 |
10,83 % |
21,4 |
26,6 |
|
60 |
28,1 |
3,24 |
11,52 % |
24,8 |
31,3 |
|
66 |
35,5 |
3,51 |
9,89 % |
32,0 |
39,0 |
|
72 |
46,3 |
2,82 |
6,09 % |
43,5 |
49,1 |
|
78 |
50,2 |
1,95 |
3,88 % |
48,3 |
52,1 |
|
84 |
44,4 |
2,24 |
5,06 % |
42,1 |
46,6 |
|
90 |
24,2 |
0,81 |
3,37 % |
23,4 |
25,0 |
Таблица 6 – Определение безразмерной величины пенетрации Q
Table 6 – Definition of dimensionless penetration value Q
Средние значения безразмерных величин пенетра-ции СПП Q cp = 0,419 для бумаги, проклеенной составом с концентрацией 3,7 % и Q cp = 0,427 для бумаги, проклеенной составом с концентрацией 5,8 % говорят о том, что больше СПП находится на лицевой и сеточной сторонах бумажного листа, чем во внутренней части поперечного сечения образца.
Таким образом, полученные данные о погрешности измерений (абсолютная погрешность в оценке средних значений содержания СПП составляет не более 5 %) представленной методики оценки распределения крахмалсодержащих составов в z-направлении бумаги, подтверждают возможность ее применения для оценки глубины проникновения крахмала и особенностей его распределения по всей толщине бумаги. Данная методика может быть использована при проведении научных исследований для оценки влияния как параметров технологического процесса, так и характеристик составов на распределение целевого вещества (крахмала) в бумаге с поверхностной проклейкой, полученной в промышленных условиях.
