의 변화에서 화학 및 물리적 특성 종이 문서의 자연적인 노화

Čabalová,I.,Kačík,F.,Gojný,J.,Češek,B.,Milichovský,M.,Mikala,O.,Tribulová,T.,and Ďurkovič,J.(2017 년). “자연 노화로 인한 종이 문서의 화학적 및 물리적 특성의 변화”바이오레스. 12(2), 2618-2634.

초록

이 연구의 목적은 18 세기부터 현재까지의 선택된 종이 문서의 화학적 및 물리적 특성의 변화를 평가하는 것이 었습니다. 18 세기,19 세기 및 21 세기의 종이 문서는 약산성에서 알칼리성 값에 이르는 산도를 가졌지 만 20 세기의 종이 문서는 더 산성이었습니다. 만노스,포도당,홀로 셀룰로오스 및 리그닌의 내용은 종이의 산도와 유의 한 상관 관계가 있었다. 카르 복실 산(아세트산 및 포름산)과 가장 내구성있는 단당류(포도당)의 높은 함량은 18 세기와 19 세기에서 유래 한 가장 오래된 검사 된 종이 문서에서 발견되었습니다. 밝기의 가장 낮은 비율은 1920 년과 1923 년에 시작된 종이 문서에서 발견되었습니다. 가장 낮은 속보 길이는 1920 년부터 시작된 논문과 관련이 있습니다.

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의 변화에서 화학 및 물리적 특성 종이 문서의 자연적인 노화

타 Čabalová,a,*František Kačík 고,자르 Gojný,b Břetislav Češek,b Miloslav Milichovský,b Ondřej Mikala,b Tereza Tribulová 이,야로슬라프 Ďurkovič c

이 연구의 목적을 평가하는 변화에서 화학 및 물리적 특성의 선택된 종이 문서 에서 데이트 하는 18 세기에 현재 날짜입니다. 18 세기,19 세기 및 21 세기의 종이 문서는 약산성에서 알칼리성 값에 이르는 산도를 가졌지 만 20 세기의 종이 문서는 더 산성이었습니다. 만노스,포도당,홀로 셀룰로오스 및 리그닌의 내용은 종이의 산도와 유의 한 상관 관계가 있었다. 카르 복실 산(아세트산 및 포름산)과 가장 내구성있는 단당류(포도당)의 높은 함량은 18 세기와 19 세기에서 유래 한 가장 오래된 검사 된 종이 문서에서 발견되었습니다. 밝기의 가장 낮은 비율은 1920 년과 1923 년에 시작된 종이 문서에서 발견되었습니다. 가장 낮은 속보 길이는 1920 년부터 시작된 논문과 관련이 있습니다.

키워드:종이 문서;자연 노화;산도;포름산;아세트산;섬유 길이;홀로 셀룰로오스

연락처 정보:ㅏ:화학 및 화학 기술학과,즈 볼렌 기술 대학,티 마사리 카 24,960 53 즈 볼렌,슬로바키아 공화국;나:파르 두 비체 대학,파르 두 비체 대학,학생 9,532 10 파르 두 비체 체코공화국;기음:즈볼렌 기술대학 식물학과 24,960 53 즈볼렌,슬로바키아 공화국;*해당 저자:[email protected]

소개

종이의 열화는 산 가수 분해,산화제,빛,대기 오염 또는 미생물의 존재와 같은 여러 요인에 의해 발생합니다. 1996 에이,비;조티 외. 2008;Zervos2010;역 Cheradame2011;Kraková et al. 2012). 자연적인 노후화 도중,서류상 힘의 손실은 셀루로스,그것의 주요 구조상 분대의 강직의 결과입니다. 종이에서의 셀룰로오스 분해는 다양한 화학적 공정(산 및 효소 가수 분해,알칼리 및 산화 분해),열 충격(다른 온도의 영향)및 방사선(자외선 및 고 에너지)에 따라 다양한 모드에 도달하며,산 가수 분해가 가장 우세한 것으로 간주합니다(위트 모어 및 보가 드 1994).

리그닌 함량은 종이 기반 재료의 보존에 주요 관심사입니다. 그것은 복잡하고 부분적으로 불안정한 천연 유기 중합체이며,그 제한된 광 저항성은 전시 된 물체에 중요합니다. 종이에 있는 셀루로스의 안정성에 리그닌의 영향은 잘 이해되지 않습니다,그러나 한정된 산화를 억제하는 효력을 제공할지도 모릅니다. 그러나,그것의 산화는 또한 물질을 불안정하게 만드는 산의 축적에 기여할 수있다(조우 외. 1993;슈미트 외. 1995;등 시작. 1998;트라 펠라 외. 2007). 노후화 도중 서류상 문서 내의 산성도 발달의 중요한 근원은 헤미셀룰로오스에 있는 아세테이트 에스테르 그룹의 가수분해이기 위하여 알려집니다(폴로브카 외. 2006;Zervos2007;Jablonský et al. 2012 에이).

캘리포니아 전에 종이. 1850 은 젤라틴(듀폰 2003)을 사용하여 전통적인 사이징 공정으로 생산되었으며,이는 약 중성 또는 약산성 물질을 초래했습니다. 일반적으로 오래된 책 내의 젤라틴은 부식성 잉크 또는 바이오 데트리오겐이 없을 때 유리한 환경에 보관 된 경우 양호한 상태로 유지됩니다. 젤라틴은 종이에 유익하며 그 수명을 증가시킵니다. 2004;리히트블라우 외. 2008). 1850 년에서 1990 년 사이에 생산 된 종이의 경우,수성 추출물의 산도 값은 명반-로진 크기 시스템의 적용으로 인해 6 보다 낮은 경우가 많습니다. 이 종이의 수명 기대 감소. 1990 년부터 현재까지,종이의 생산은 알칼리성 사이징으로 변경되었으며,현대 종이는 다시 한 번 더 안정적입니다(트라 펠라 외. 2007). 그 이유는 비용을 줄이기 위해서였습니다. 종이 성형시 알칼리성 산도에 필요한 현대 탄산 칼슘 필러는 밝은 종이(허브을 만들기 위해 저렴했다 2005). 종이의 강도는 개별 섬유의 강도와 네트워크에 이러한 섬유의 결합의 강도에 의해 결정된다(페이지와 세스 1979;베르베리스 등. 2004).섬유 거칠기의 증가에 대응하는 인장 강도의 감소는 종이의 높은 인장 강도에 대한 가장 중요한 요소가 우수한 결합 능력과 높은 고유 섬유 강도임을 시사한다. 인장 강도는 결합 영역,외부 및 내부 피 브릴,벌금의 양,특히 습식 섬유 유연성에 의해 결정됩니다. 간디니와 파스키니(2012)는 종이의 기계적 성질이 섬유 간 및 섬유 내 결합을 확립하는 섬유의 용량과 직접 관련이 있다고 지적했다. 결합 영역 및 섬유 길이를 최대화하면 활성화 과정이 증가 할 수 있지만 꼬임 및 컬과 같은 변형은 활성화를 감소시킬 수 있습니다.

변형된 섬유는 또한 비균일 하중 분포를 초래하여,국부적 응력 포인트를 유발하기 때문에 네트워크 하중 전달 능력을 감소시킨다(바이니오 2007). 몰린 외. (1996)는 섬유 변형이 시트 강도에 미치는 영향을 연구했습니다. 저자는 장력 강도 및 섬유 개악의 수안에 증가 및 모양 요인안에 감소에 장력 뻣뻣함안에 감소를 보고했다.

섬유 길이,섬유 직경,루멘 폭,세포벽 두께 및 그 파생 된 형태 학적 특성과 같은 섬유 특성의 분석은 섬유의 펄프 품질을 평가하는 데 중요 해졌다(딘우디 1965;아미돈 1981). 섬유 길이와 힘은 찢는 저항을 위해 특히 중요합니다(타몰랑 외. 1968;왕가드와 윌리엄스 1970;세스와 페이지 1988). 또한 세스(1990)는 인장 강도가 섬유 길이의 영향을 받는다는 것을 보여주었습니다.

이 연구의 목적은 산도 값,카르 복실 산,홀로 셀룰로오스 및 리그닌의 내용,섬유 치수,파괴 길이 및 다양한 연령대의 종이 문서의 밝기의 변화를 평가하는 것이 었습니다. 이 연구는 또한 검사 된 특성 간의 중요한 관계를 명확히하는 역할을합니다.

실험

자료

종이 샘플은 각 년에 인쇄 된 책에서 찍은 1719, 1762, 1784, 1807, 1839, 1853, 1859, 1920, 1923, 1956, 그리고 2007. 연구된 모든 책들은 슬로바키아의 중앙부에 있는 오래된 교회에 한 곳에 보관되었는데,이는 이것이 자연적인 노화 과정을 겪고 있음을 의미합니다. 출판 연도는 종이 문서의 생산 연도로 간주되었습니다.1996 년 500374 호(증류수 한방울을 사용한 후 5 개 장소에서 샘플링하여 종이 표면에 전극을 놓음)에 따라 수행된 반면,차가운 수성 종이 추출물의 산도 값의 결정은 1996 년 500374 호(1996 년)의 표준에 따라 수행되었다.

물 1993 년,물 100 밀리리터 당 2 그램의 종이 샘플을 추출하였다. 산도 결정의 정밀도는 0.2 단위보다 작은 것으로 추정되었다. 측정은 샘플 당 5 개의 복제에서 수행되었습니다.

카르복실산의 내용물

약 2 그램의 종이를 정확하게 칭량하고 15 밀리리터의 순수한 물 위에 첨가하였다. 현탁액을 2 시간 동안 혼합하고,이어서 0.45 제곱미터필터(자블론스키 외)를 통해 여과하였다. 2012 비). 카복실산(포름산,아세트산)함유량을 고성능 액체 크로마토그래피 및 슬러이터 등에서 약간 변형된 방법을 사용하여 분석하였다. (2008 에이),다음과 같이: 다.유해화학물질관리법에 의한 규제 라.폐기시 주의사항 가.폐기방법 이 물질이 하수구/수로로 유입되지 않게 할 것.지방,주,연방 그리고 지방 환경 규칙에 의한 규제 폐유기용 물물질 규제되지 않음. 측정은 샘플 당 네 번의 반복에서 수행되었습니다.

당류 및 리그닌의 함유량

종이 샘플을 72%황산을 사용하여 가수분해하고,리그닌 및 중성 당류를 모두 엔렐 방법(슬러이터 외)에 따라 결정하였다. 2010). 본 발명의 실시예에 따르면,이 물질은 주로 화학물질의 화학적 조성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물리적 특성,물성 측정은 샘플 당 네 번의 반복에서 수행되었습니다.

회분 함량

0.5 내지 2.0 그램에 이르는 오븐 건조 종이 샘플을 머플로(575)에 적어도 4 시간 동안 넣고 일정 중량으로 건조시켰다. 회분 함량은 슬러이터 등에 따라 결정되었다. (2008 비)샘플 당 하나의 복제에.

섬유 길이 결정

종이 샘플(약 0.1 그램)을 폴리에틸렌 바이알에 넣고 소량의 물으로 팽창시켰다. 그 후,그들은 쉐이커에서 펄프되었다. 완전한 파쇄 후,현탁액을 여러 번 희석하여 약 100 밀리리터의 현탁액에 적어도 천 개의 섬유가 있었다. 섬유 길이 등급(<0.5 밀리미터,0.5 내지 1 밀리미터,1 내지 2 밀리미터,2 내지 3 밀리미터,3 내지 7 밀리미터)의 비율은 섬유 분석기를 사용하여 결정되었다. 측정은 샘플 당 단일 복제에서 수행되었으며 각 복제 개체군 내의 섬유 수는 16,138 에서 20,112 셀까지 다양했습니다.1990 년 12 월 15 일,1990 년 12 월 15 일,1990 년 12 월 15 일,1990 년 12 월 15 일,1990 년 12 월 15 일,1990 년 12 월 15 일,1990 년 12 월 15 일,1990 년 12 월 15 일,1990 년 12 월 15 일,1990 년 12 월 15 일,1990 년 12 월 15 일,1990 년 12 월 15 일,1990 년 12 월 15 일,1990 년 섬유는 다양한 착색제(헤르츠 버그,그라프 및 로프 턴-메리트)를 2~3 방울 첨가하여 염색되었습니다.

파단 길이

종이 샘플의 파단 길이는 역 500340(1998)에 따라 측정되었다. 파단 길이 계산을 위해서는 종이 샘플의 기본 중량을 측정 할 필요가 있었다. 측정은 샘플 당 20 개의 반복실험에서 수행되었다(150,000,000,000).종이 샘플의 밝기는 1994 년 11 월 6565 일(독일 예나 칼 자이스)에 의해 평가되었다. 측정은 샘플 당 20 번의 반복실험에서 수행되었습니다.

통계 분석

분산의 단방향 분석을 사용하여 데이터를 분석하고 던컨의 다중 범위 테스트를 평균 비교에 사용했습니다. 피어슨 상관 계수 검사 특성-특성 연계에 대 한 계산 했다. 관계는 피<0.05 경우 중요한 것으로 간주되었다. 15 종이 형질 중 다변량 협회 검사된 형질 중 공변량의 패턴을 설명 하기 위해 주성분 분석을 사용 하 여 분석 했다.

결과 및 토론

산도 값의 변화

종이의 산도 값은 노화 안정성을 결정하는 중요한 요소이다. 20 세기의 종이 문서는 산성 산도 값을 특징으로 한 반면,21 세기의 종이 문서는 약간 알칼리성 산도 값을 소유. 산도는 종이(윌슨과 공원 1983)에서 셀룰로오스 분해를 촉진 산 가수 분해를 촉진한다. 낮은 산도 값 및 높은 리그닌 함량을 갖는 리그 노 셀룰로오스 물질은 일반적으로 알칼리성 또는 중성 물질보다 더 빠른 분해를 나타낸다. 리그닌 함량이 높은 원료의 사용과 함께 펄프 생산의 산성 아황산염 공정 및/또는 산성 사이징 공정도 종이 분해에 기여합니다. 낮은 산도 값은 가장 멸종 위기에 처한 종이 문서의 저하에서 가장 중요한 요인이다(즉,2015 년 11 월 23 일). 2012). 알칼리성 또는 중성 논문은 분해 정도 및 노화 속도와 관련하여 산 가수 분해 억제로 인해 더 안정적입니다(자 팔라 1991;지역 및 체라 다메 2011). Maršala et al. (2009)는 20 세기와 21 세기 초반의 논문의 산도 값을 발표했다. 가장 산성 인 문서(산도 3.9)는 1920 년에서 1960 년 사이에 시작되었습니다. 저자들은 또한 중성 산도 값을 갖는 문서의 수가

1990 년대부터 현재까지 점차 증가한다는 것을 발견했다.

표 1. 주요한 종이의 특성에 대한 종이 문서 검토

특성/년 1719 1762 1784 1807 1839 1853
pHS 6.69±0.07d 6.58±0.08e 7.70±0.07b 6.94±0.06c 6.51±0.03ef 6.47±0.02f
6.46±0.0.6f 7.66±0.04c 7.23±0.05d 7.82±0.03b 7 월 24 일±0.03d 7.0.04 이자형 0.04 이자형 0.04 이자형
/) 1.42 ± 0.02 3.75 0.02 및 2.12 0.04 2.22 0.02 1.03 0.03 0.43 0.02 0.43 0.02
(100%)) 2.41 ± 0.02 5.80 0.07 및 4.68 0.04 비 3.70 0.03 디 3.84 0.02 씨 0.76 0.01 씨 0.76 씨
자일(%) 0.00 ± 0.00 0.00 이자형 0.00 이자형 0.00 이자형 0.00 이자형 0.00 이자형 0.00 이자형 0.00 이자형 0.00 ± 0.00 에서 0.00 에서 0.00
헤 브리 디스(%) 1.14 ± 0.02 1.16 1.23 1.24 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
빵(%) 2.30 ± 0.01 1.93 1.05 1.11 1.04 1.57 1.57 1.57 1.57 1.57
남자(%) 2.61 ± 0.02 1.80 2.23 1.95 2.20±0.01fg 2.19±0.02g
루 다(%) 88.83 ± 0.09 c 89.44±0.07b 88.61±0.04c 89.33±0.27b 88.22±0.21d 91.04±0.15a
호(%) 94.88 ± 0.06 b 94.04±0.06c 93.06±0.04 에서 93.63±0.24d 92.70±0.18f 95.79±0.14a
리(%) 1.30 ± 0.02 각 1.20±0.02h 1.00±0.01 1.20 ± 0.02 시간 2.68 시간 1.20 시간 1.20 시간 1.20 시간
(–2) 96.20 ± 0.39 81.71 0.24 에프 69.64 0.22 에프 87.93 0.24 에프 86.67 0.20 에프 86.67 0.20 에프 86.67 0.20 에프 86.67 0.20 에프
호텔() 2.03 ± 0.40 2.48 그 1.90 그 2.13 그 2.22 그 0.23 이자형 2.96 그 0.18 이자형 2.96 그 0.18 이자형 2.96 그 0.18 이자형
(%) 37.53 ± 4.02 6657> 52.70 기원전 2.20 년 46.60 ± 1.91 에프 45.07 에프 50.61 에프 47.63 에프 2.51 에프 47.63 에프 2.71 에프 47.63 에프 2.35 에프
애쉬(%) 4.51 2.98 3.51 2.99 2.78 2.08

데이터는 수단을 나타냅니다. 검사된 종이 문서에 걸쳐 동일한 행 내에서 동일한 문자 뒤에 오는 평균값은 피<0.05 에서 크게 다르지 않습니다.2013 년 12 월 1 일,2013 년 12 월 1 일,2013 년 12 월 1 일,2013 년 12 월 1 일,2013 년 12 월 1 일,2013 년 12 월 1 일,2013 년 12 월 1 일,2013 년 12 월 1 일,2013 년 12 월 1 일,2013 년 12 월 1 일; 2013 년 12 월 15 일,2013 년 12 월 15 일,2013 년 12 월 15 일,2013 년 12 월 15 일,2013 년 12 월 15 일,2013 년 12 월 15 일,2013 년 12 월 15 일,2013 년 12 월 15 일,2013 년 12 월 15 일,2013 년 12 월 15 일,2013 년 12 월 15 일,2013 년 12 월 15 일,2013 년 12 월 15 일,2013 년 12 월 15 일,2013 년 검사 된 종이 문서의 주요 용지 특성

0.02 지

특성/년 1859 1920 1923 1950 1956 2007
6.27 0.01 4.31 0.06 4.35 0.03 4.58 0.07 4.79 0.04 7.79 ± 0.07
7.63±0.02c 5.55±0.03 5.62±0.04h 5.76±0.02g 5.41±0.01j 7.96±0.02
FA(mg/g) 0.69 ± 0.03 j 1.59±0.03f 1.38±0.04g 1.83±0.03d 1.65±0.03e 0.80±0.02
AA(mg/g) 1.97 ± 0.02 f 1.98±0.04f 1.21±0.04 을 1.82±0.01g 1.66±0.02h 1.0.02 지 81 지 0.02 지 0.02 지
자일(%) 0.00 ± 0.00 3.26 0.01 다 4.18 다 3.16 다 3.24 다 11.18 다 11.18 다 11.18 다 11.18 다 11.18 다 11.18 다 11.18 다
여자(%) 0.96 ± 0.01 1.10 0.01 이자형 1.47 0.02 및 0.00 0.00 제이 0.00 0.00 내지 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
아라(%) 1.58 ± 0.02 1.98 0.01 1.92 0.01 1.64 0.01 전자 1.70 ± 0.01 디 1.54 디 1.54 디
장소(%) 1.59 ± 0.02 5.50 7.02 2.85 2.64 1.79 1.79 1.79 1.79 1.79 1.79 1.79
2009 년(%) 87.27 ± 0.15 35.38 0.20 제이 41.24 0.23~ 72.85 0.09 지 75.16 0.08 에프 71.15
홀은(%) 91.39 ± 0.16 47.22 0.13 리터 55.83 0.22 천개 80.51 ± 0.05 제이 82.74 0.12~ 86.65 0.30 시
리그는(%) 5.17 ± 0.01 31.70 0.05 32.64 0.04 및 10.50 0.02 5.30 0.02 0.40 0.02 0.40 0.02
(–2) 50.97 ± 0.17 87.40 64.10 83.80 78.30 79.89 79.89 79.89
호텔() 4.87 ± 0.18 1.17 1.17 1.17 1.17 1.17 1.17 1.17 1.17 1.17 1.17 1.17 1.17 2.15 ± 0.6657> 2.82 0.08 2.77 0.08 5.94 0.08 5.94 0.08 5.94 0.08
(%) 54.03 ± 1.28 34.40 2.88 시간 35.34 2.69 시간 47.86 시간 49.58 시간 82.73 시간 49.58 시간 82.73 시간
애쉬(%) 2.11 21.92 12.26 10.02 12.95 12.04

데이터는 수단을 나타냅니다. 검사된 종이 문서에 걸쳐 동일한 행 내에서 동일한 문자 뒤에 오는 평균값은 피<0.05 에서 크게 다르지 않습니다.

pHS,pH 의 종이로 표면;pHE,수용액의 pH 를 종이 추출물;FA,포름산;AA,아세트산;우리는 또한 케이싱 관의 각종 크,d-xylose;GAL,d-갈락토오스를;ARA,l-arabinose;남자,

d-mannose;GLC,d-glucose;HOL,holocellulose;LIG,리그닌;BW,기초중;BL 깨고,길이,B,밝기,ASH, 재 콘텐츠

Strlič et al. (2007)는 1870 년 70%면과 30%년 된 밀과 짚으로 구성된 종이 문서를 연구했습니다. 저자들은이 종이 샘플의 페가 산성(산도 4.7)임을 발견했다. 이것은 또한 50%목재 펄프와 50%아황산염 펄프로 구성된 1874 년의 종이 샘플의 경우였습니다. 알칼리 산도(산도 8.8)70%표백 크래프트 펄프와 30%표백 아황산염 펄프로 구성되었다 2002 년부터 발생 종이 샘플에 기록되었다.

아세트산 및 포름산 양의 변화

1762 년(표 1)에서 가장 오래된 검사 된 종이 문서에서 가장 많은 양의 카르 복실 산이 발견되었으며,아세트산 함량이 3 에 도달했습니다.10-15 일.10-15 일.10-15 일.10-15 일.10-15 일.

1807 년의 종이 문서에서도 높은 값의 카르복실산이 발견되었다. 자블론스키 외. 60 일의 가속된 노후화 기간을 복종된 종이 문서에 있는 아세트산의 4.8 밀리그램 지-1 를 측정했습니다. 포름산은 아세트산보다 논문의 스택 내부 깊은 침투,이는 아카이브와 라이브러리에서 저하에 대한 가능성을 보여(티 2015 년 11 월 23 일). 2013). 휘발성 유기 화합물의 제거는 종이 안정성에 상당한 긍정적 인 영향을 미치며 어떤 경우에는 수명 기대치를 두 배로 늘릴 수 있습니다. 2011). 또한,본 연구에서 아세트산과 포름산의 내용이 상호 상관 관계가 있음을 발견했다(보충 표 참조 에스 1).

당류,리그닌 및 회분의 내용물 변화

종이의 상당 부분이 당류로 구성됩니다. 18 세기와 19 세기의 종이 문서에서 중성 당류의 정량적 결과에 따르면,이 샘플에는 가장 높은 비율의 포도당,매우 적은 양의 다른 헤미셀룰로오스 성분(즉,갈락토스,만노스 및 아라비 노스)및 자일 로스 없음(표 1).

헤미셀룰로오스의 분해는 탈아세틸화로 시작하여,다당류에서의 글리코 시드 결합의 가수 분해 및 발생하는 단당류의 후속 반응 모두를 촉매하는 아세트산을 형성한다. 2004;에스테 베스와 페레이라 2009). 1859 년까지 포도당의 양은 약 87~91%였다. 1920 년 당시 목재 펄프가 인쇄 용지의 중요한 구성 요소 였기 때문에 포도당의 양은 35.4%로 떨어졌습니다.

1920 년과 1923 년의 종이 문서는 종이 샘플에서 리그닌과 글루코만난 모두의 높은 함량에 의해 입증되는 것처럼 침엽수 펄프로 만들어졌습니다. 이 문서는 또한 길이와 밝기를 깨는 값이 낮았습니다.

검사된 종이 샘플에서 리그닌 발색단의 존재는 종이의 상당한 황변을 초래하였다. 1920 년의 종이 문서에는 높은 함량의 회분(21.9%)이 포함되어 있으며,이는 낮은 회분 함량을 포함하는 같은 기간(1923)의 종이 문서와 비교하여 낮은 강도를 설명 할 수 있습니다. 1923 년 문서의 파괴 길이는 거의 두 배 높았습니다. 높은 필러 함량은 종이의 표면 강도 및 강성에 간접적 인 영향을 미칩니다(시울로 1996).

섬유 길이 분포의 변화

섬유 길이 분포의 결과(그림. 1)가장 오래된 검사 된 종이 문서(1859 년까지)에서 섬유의 가장 큰 비율이 0.5~1.0 밀리미터 길이 등급(38.5~46.0%범위)에 있음을 보여주었습니다.

그림. 1. 검사된 종이 문서의 섬유 길이 등급 비율

그림. 2. 광 현미경 검사 된 종이 문서에 존재하는 섬유의 이미지. 일부 이미지는 다음과 같이 구성됩니다. (2014)

이 종이 샘플은 또한 1 밀리미터보다 긴 섬유의 비교적 높은 비율을 포함했다. 2)는 18 세기와 19 세기의 종이 문서가 주로 헝겊 펄프(면,아마,대마)로 만들어 졌다고 밝혔다. 에 따르면 킬 피넨(1994),더 짧은 면 섬유(3~5 밀리미터)는 과거에 종이를 만드는 데 사용되었습니다. 1400 년에서 1800 년 사이에 유럽에서 만들어진 종이 표본에 관한 콜링스와 밀너(1984)가 제공 한 현미경 분석은 주로 이전 종이 샘플에서 더 높은 농도의 대마(예:75%)와 대마 및 아마 섬유의 혼합물을 보여주었습니다. 이 기간 동안 유럽에서는 면과 면 함유 원단이 모두 사용 가능했지만 19 세기까지 제지를위한 실질적인 면화 헝겊 재료를 생성하는 데 일반적으로 사용되지 않았습니다. 따라서 1800 년 이전의 종이 문서에서는 상당한 양의 면 섬유가 드뭅니다.

20 세기의 종이 문서에는 0.5~1.0 밀리미터 길이 등급,28%(1950)에서 40%(1956),2 밀리미터(16%~30%)보다 긴 섬유의 비율이 많습니다. 1920 년과 1923 년의 종이 문서의 현미경 분석은 이러한 종이 샘플이 주로 침엽수 펄프로 만들어 졌음을 확인했습니다.

1950 년과 1956 년의 종이 문서는 주로 표백 된 침엽수 펄프로 구성되었지만 2007 년의 종이 샘플은 표백 된 경재 펄프(그림 1)에서 생산되었습니다. 2). 후자의 종이 문서 0.5~1.0 밀리미터(53.8%)의 길이 등급에서 섬유의 가장 큰 비율을 포함. 펄프 화 및/또는 제지 후에 관찰되는 펄프 섬유 길이 분포는 원래의 섬유 길이 분포와 가공 효과의 함수입니다. 섬유 길이 분포는 인장 강도,찢어짐,불투명도,다공성 및 기타 많은 종이 특성에 영향을 미치기 때문에 제지 제조업체는 섬유 길이 평균을 측정하는 많은 기술을 개발했습니다(클락 1985). 다른 연구들도 섬유 길이와 종이의 강도(예:파단 길이 및 눈물 지수)사이의 중요한 관계에 대해보고했습니다(세스 및 페이지 1988;니스카넨 1998;몰테베르크 및 에이치 1906).

상관 형질

조사 된 형질 연계의 통계적 분석은 일부 형질이 다른 형질에 긍정적 또는 부정적으로 영향을 미쳤다는 것을 밝혀냈다. 조사 된 형질 간의 상관 계수는 보충 표에 제시되어있다 에스 1.

검사 된 종이 문서 내에서 산도와 만노스의 내용,포도당,당류의 총 수율(즉,홀로 셀룰로오스)및 리그닌 사이에 유의 한 관계가있었습니다. 그림 3 은 홀로셀룰로오스의 양에 대한 페의 상관관계를 보여 주며,이는 7.18 의 페에서 정점에 이르렀다. 이 데이터는 2 차 다항식을 장착했으며,페의 측정 값은 홀로 셀룰로오스 함량의 변이의 61%를 설명했습니다.

용지 밝기도 페(그림 1)와 관련이 있었다. 이 측정 값은 종이 문서의 밝기의 변화의 36%를 설명했습니다(아르 자형 2=0.356,피=0.040). 이전 연구는 산도가 산 촉매 가수 분해(윌슨과 공원 1983)를 통해 셀룰로오스,홀로 셀룰로오스,종이의 분해를 가속화하는 것으로 나타났습니다. 약하고 변색되고 부서지기 쉬운 종이는 낮은 산도와 상관 관계가있는 반면 중성 및 알칼리성 종이는 일반적으로 훨씬 더 나은 보존 상태에있었습니다(소 부키 과 드루 니에 스카-이지악 2003).

게다가,끊는 길이와 섬유 길이 종류 0.5 에서 1.0 밀리미터의 비율 사이 긍정적인 관계가 있었습니다(무화과. 3 기음). 섬유 길이 클래스 0.5~1.0 의 비율을 측정 한 결과 종이 문서의 파손 길이 변동의 53%가 설명되었습니다.

그림. 3. 종이 추출물의 산도와 홀로셀룰로오스의 함유량과 종이 밝기에 대한 관계,종이 문서의 파단 길이에 대한 섬유 길이 등급 0.5 내지 1.0 밀리미터의 비율의 관계

섬유 길이가 더 크고 섬유 강도가 더 높으면 종이 강도가 더 높아지는 것을 지지한다. 2009). 이 연구에서 섬유 길이 클래스 0.5~1.0 밀리미터는 분명히 검사된 종이 문서의 대다수에 대한 주된 비율이었고,따라서 주로 종이 샘플의 강도를 담당했습니다. 또한,만노스의 양은 용지의 밝기에 부정적인 영향을 미쳤기 때문에 리그닌,밝기를 감소시키는 주요 리그 노 셀룰로오스 성분(첸 외. 2012),만노스 함량과 잘 상관 관계(보충 표 참조 에스 1).

그림. 4. 주성분 분석의 첫 번째 축과 두 번째 축에 대한 15 개의 종이 특성의 위치. 하단 및 왼쪽 축은 용지 특성을 참조하는 반면 상단 및 오른쪽 축은 검사 된 용지 문서의 인쇄 연도를 나타냅니다.

종이 형질 간의 연관성

검사 된 형질이 어떻게 연관되었는지 평가하기 위해 원리 구성 요소 분석을 수행했습니다(그림 1). 4). 첫 번째 축은 변이의 46%를 설명하고 홀로 셀룰로오스와 포도당의 내용뿐만 아니라 산도 및 페에 대한 강한 긍정적 인 하중을 보였다. 축의 부정적인 측면은 리그닌,만노스 및 회분의 내용물에 대한 강한 하중을 나타냅니다.

제 2 축은 변동의 20%를 설명하고 파단 길이,밝기 및 자일로스 함량에 대해 강한 양의 적재를 나타냈다. 축의 부정적인 측면은 포름산 및 아세트산 모두의 내용에 대한 강한 하중을 나타냅니다.

또한,조밀한 균질 클러스터의 4 개의 그룹 명확 하 게 서로 분리 된 다변량 종이 특성 분석에서 구별 될 수 있습니다. 1762 년,1784 년,1807 년 및 1839 년에 인쇄 된 종이 문서가 첫 번째 클러스터를 형성 한 다음 1853 년과 1859 년,1920 년과 1923 년,마지막으로 1950 년과 1956 년에 인쇄 된 종이 문서 클러스터가 뒤를이었습니다. 1719 년에 인쇄 된 종이 샘플은 단일 분리 된 표본을 형성했습니다; 2007 년부터 시작된 종이 문서에 대해서도 동일한 사례가 관찰되었습니다. 후자의 종이 문서는 다른 모든 그룹에서 가장 분리 된 표본이었고 길이 및 밝기와 같은 특성은이 문서와 전적으로 밀접한 관련이 있습니다.

결론

  1. 18 세기와 19 세기에서 유래 한 종이 문서는 약산성에서 중성 산도 값,20 세기의 산성 값,2007 년의 약 알칼리성 값으로 특징 지어졌다. 만노스,포도당,홀로 셀룰로오스 및 리그닌의 함량은 종이의 산도 값에 크게 영향을 받았다.
  2. 18 세기와 19 세기의 종이 문서는 비 목재 섬유(헝겊),1920 년대의 침엽수 펄프,20 세기 중반의 침엽수 표백 펄프,그리고 마지막으로 2007 년의 표백 목재 펄프.
  3. 길이를 끊는 것은 0.5 에서 1.0 밀리미터의 섬유 길이 종류 둘 다에 의해 좌우되고,광도에 의해 대표되는 것과 같이 딜리그닌화의 정도.
  4. 가장 낮은 강도 값은 목재 섬유로 만들어졌으며 리그닌과 재(충전제)가 매우 많이 함유 된 1920 종이 문서와 관련이 있습니다. 1920 년과 1923 년의 종이 문서도 밝기 비율이 가장 낮았습니다. 따라서이 기간부터 시작된 종이 문서는 공공 기록 보관소 및 도서관에서 매우 특별한 관심과 보호를받을 자격이 있습니다.
  5. 2007 년에 인쇄 된 종이 문서는 다변량 종이 특성 분석과 관련하여 다른 모든 종이 문서 클러스터 그룹과 가장 분리 된 표본이었습니다.
  6. 종이 노화에 더 저항 하기 위해서는 알칼리 산도 값을 유지,공기 습도 및 책 보관 환경의 온도 낮추는 것이 중요 합니다.

감사

저자는 언어 개정에 대한 부인 리치-크롬에게 감사한다. 이 간행물은”바이오 매스 생산 및 가공 연구 및 개발 결과를 실천으로 이전하는 인적 자원 용량 증가”프로젝트의 결과입니다: 262110230087),유럽 사회 기금(50%)과 계약 번호 1/0521/15(50%)에 따라 슬로바키아 과학 보조금 기관 베가에 의해 자금 운영 프로그램”교육”에 의해 지원.

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기사 제출:2016 년 2 월 25 일;동료 검토 완료:2016 년 10 월 9 일;수정 된 버전 접수:2017 년 1 월 24 일;임시 수락:2017 년 2 월 7 일;게시:2017 년 2 월 21 일.

도이:10.15376/바이오레스.12.2.2618-2634

테이블 에스 1.

검사된 종이 특성에 대한 피어슨 상관 계수

2018 년 11 월 1 일,서울시 강남구 테헤란로 101(역삼동),서울시 강남구 테헤란로 101(역삼동),서울시 강남구 테헤란로 101(역삼동),서울시 강남구 테헤란로 101(역삼동),서울시 강남구 테헤란로 101(역삼동),서울시 강남구 테헤란로 101(역삼동),서울시 강남구 테헤란로 101(역삼동),서울시 강남구 테헤란로 101(역삼동),서울시 강남구 테헤란로 101(역삼동),서울시 강남구 테헤란로 101(역삼동),서울시 강남구 테헤란로 101(역삼동),서울시 강남구 테헤란로 101(역삼동),서울시 강남구 테헤란로 101(역삼동)6652>
박사 0.884 0.007 0.447 -0.062 0.372 -0.458 -0.727 0.712 0.766 -0.792 0.018 0.377 0.559 -0.651 -0.128 0.704 0.076 -0.615 -0.591
0.884 0.037 0.477 -0.103 0.397 -0.489 -0.717 0.666 0.703 -0.695 -0.312 0.484 0.597 -0.690 -0.060 0.728 -0.035 -0.587 -0.655
0.007 0.037 0.772 -0.261 -0.130 0.093 -0.056 0.096 0.054 -0.061 -0.306 -0.427 -0.178 -0.067 0.051 -0.322 0.338 0.077 0.051
금주 모임 0.447 0.477 0.772 -0.414 0.194 -0.325 -0.388 0.441 0.401 -0.393 -0.225 -0.284 0.038 -0.436 0.165 0.078 0.279 -0.291 -0.467
자일 -0.062 -0.103 -0.261 -0.414 -0.141 0.140 0.217 -0.509 -0.382 0.229 0.078 0.562 0.608 -0.623 -0.615 0.266 -0.116 0.278 0.382
여자 0.372 0.397 -0.130 0.194 -0.141 -0.109 0.253 -0.085 -0.079 0.170 -0.073 -0.156 -0.169 -0.210 0.255 0.268 0.051 -0.262 -0.762
무화과 -0.458 -0.489 0.093 -0.325 0.140 -0.109 0.424 -0.408 -0.396 0.407 0.033 -0.096 -0.301 0.407 0.270 -0.271 -0.429 0.273 0.294
남자 -0.727 -0.717 -0.056 -0.388 0.217 0.253 0.424 -0.900 -0.913 0.957 0.040 -0.452 -0.584 0.676 0.047 -0.544 0.128 0.548 0.232
루다크리스는 0.712 0.666 0.096 0.441 -0.509 -0.085 -0.408 -0.900 0.988 -0.945 -0.030 0.205 0.295 -0.899 0.055 0.441 0.044 –0.619 –0.338
HOL 0.766 0.703 0.054 0.401 –0.382 –0.079 –0.396 –0.913 0.988 –0.972 –0.017 0.308 0.407 –0.876 –0.043 0.528 0.033 –0.629 –0.317
LIG –0.792 –0.695 -0.061 -0.393 0.229 0.170 0.407 0.957 -0.945 -0.972 -0.059 -0.373 -0.533 0.745 0.111 -0.571 0.015 0.614 0.239
광역 0.018 -0.312 -0.306 -0.225 0.078 -0.073 0.033 0.040 -0.030 -0.017 -0.059 -0.326 -0.153 0.222 -0.172 -0.225 0.147 0.274 0.263
비엘 0.377 0.484 -0.427 -0.284 0.562 -0.156 -0.096 -0.452 0.205 0.308 -0.373 -0.326 0.870 -0.124 -0.348 0.727 -0.395 -0.279 -0.041
0.559 0.597 -0.178 0.038 0.608 -0.169 -0.301 -0.584 0.295 0.407 -0.533 -0.153 0.870 -0.121 -0.492 0.770 -0.211 -0.305 -0.071
애쉬 -0.651 -0.690 -0.067 -0.436 -0.623 -0.210 0.407 0.676 -0.899 -0.876 0.745 0.222 -0.124 -0.121 -0.107 -0.400 -0.156 0.590 0.521
1 -0.128 -0.060 0.051 0.165 -0.615 0.255 0.270 0.047 0.055 -0.043 0.111 -0.172 -0.348 -0.492 -0.107 -0.029 -0.590 -0.417 -0.507
2 0.704 0.728 -0.322 0.078 0.266 0.268 -0.271 -0.544 0.441 0.528 -0.571 -0.225 0.727 0.770 -0.400 -0.029 -0.432 -0.771 -0.554
3 0.076 -0.035 0.338 0.279 -0.116 0.051 -0.429 0.128 0.044 0.033 0.015 0.147 -0.395 -0.211 -0.156 -0.590 -0.432 0.400 0.215
4 -0.615 -0.587 0.077 -0.291 0.278 -0.262 0.273 0.548 -0.619 -0.629 0.614 0.274 -0.279 -0.305 0.590 -0.417 -0.771 0.400 0.661
5 -0.591 -0.655 0.051 -0.467 0.382 -0.762 0.294 0.232 -0.338 -0.317 0.239 0.263 -0.041 -0.071 0.521 -0.507 -0.554 0.215 0.661

참고:굵게 표시된 상관 계수는 피<0.05 에서 중요합니다.

pHS,pH 의 종이로 표면;pHE,수용액의 pH 를 종이 추출물;FA,포름산;AA,아세트산;우리는 또한 케이싱 관의 각종 크,d-xylose;GAL,d-갈락토오스를;ARA,l-arabinose;남자,d-mannose;GLC,d-glucose;HOL,holocellulose;LIG,리그닌;BW,기초중;BL 깨고,길이,B,밝기,ASH,재 콘텐츠 FL1,섬유 길이스<0.5mm; FL2,섬유 길이스 0.5–1mm;FL3,섬유 길이스 1-2mm;FL4,섬유 길이스 2-3mm; 섬유 길이 종류 3-7 밀리미터.



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