(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书 | ||
(10)申请公布号 CN 106940304 A (43)申请公布日 2017.07.11 | ||
(21)申请号 CN201610001312.3
(22)申请日 2016.01.04
(71)申请人 天津科技大学
地址 300222 天津市河西区大沽南路1038号
(72)发明人 张红杰 李海龙
(74)专利代理机构
代理人
(51)Int.CI
权利要求说明书 说明书 幅图 |
(54)发明名称
一种利用CLSM评价高得率浆纤维间结合面积的方法 | |
| 1038 |
(57)摘要
本发明涉及一种利用共聚焦激光扫描显微镜CLSM作为主要工具，构建评价高得率浆纤维间结合面积的方法。所述的方法主要包括以下步骤：选用商品高得率浆为原料，对纸浆纤维原料进行浸泡、消潜、筛分等前期预处理，然后借助相关工具对纤维进行荧光染并搭建纤维结合模型，之后用CLSM的“光学切片”技术扫描纤维结合模型，通过对CLSM扫描参数的调控，准确定位纤维间结合区域，最后获得纤维间结合区域处的焦平面图像并计算结合区域实际面积，用以评价高得率浆纤维间的结合面积；该方法无需将高得率浆制备成手抄片、也无需对手抄片进行超薄切片，操作简单，易于实现，可适用于所有类型高得率浆纤维的结合面积评价，适应性好。 | |
法律状态
法律状态公告日 | 法律状态信息 | 法律状态 |
权 利 要 求 说 明 书
1.一种利用CLSM评价高得率浆纤维间结合面积的方法,其特征在于,步骤为:
(1)将商品高得率浆在去离子水中浸泡,浸泡后的高得率浆进行消潜处理,消潜完成后对高得率浆进行解离处理,鲍尔筛分仪对经解离处理后的高得率浆进行分级处理,并收集筛分获得的四个级分的高得率浆纤维,均衡水分后测定固含量,备用;
(2)取适量某级分高得率浆纤维在去离子水中浸泡一周,用一定浓度的荧光染料溶液染,并洗去浮,备用;
(3)在放大镜下利用解剖针在载玻片上将荧光染后的纤维搭建纤维结合模型,盖上盖玻片并封片;
(4)使用共聚焦激光扫描显微镜CLSM对搭建好的纤维结合模型进行观察和光学切片,获取纤维结合模型中两
根纤维结合区域的焦平面图片;
(5)根据所获得纤维结合区域的焦平面图片利用图形软件计算纤维结合模型中纤维间的结合面积。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述荧光染料为吖啶橙。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述吖啶橙溶液的浓度为5×10
-5
~6×10
-5
mol/L。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的染方法为:称取绝于量为0.2g的湿浆,放入用锡箔纸包裹的50mL玻璃瓶中,向玻璃瓶中加入40mL荧光染料溶液,加入适量玻璃珠后盖上橡胶塞均匀摇晃30min,静置,待纤维沉淀后用医用注射器移走上层清液,加去离子水依照上述步骤清洗三次,第二次和第三次的摇晃时间为5min,最后加去离子水盖塞备用。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:制备好的纤维结合模型与用共聚焦激光扫描显微镜CLSM观察时间间隔小于15min。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:封片时采用封片剂封片,所述封片剂为快速风干型。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述高得率浆在水中浸泡的条件为:每60g绝干浆量添加1L去离子水。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述消潜时条件为浆浓2~5%,温度80~90°C,搅拌时间20~30min。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述使用共聚焦激光扫描显微镜CLSM对搭建好的纤维结合模型进行观察的步骤为:(1)按照仪器说明书要求开启共聚焦激光扫描显微镜CLSM,选择波长为488nm的激光作为激发光源;(2)先利用4倍倍物镜寻并锁定纤维结合模型,然后逐级使用高倍物镜观察纤维结合模型,最终切换至40倍物镜,调节焦平面寻纤维结合模型中两根纤维结合区域的最佳焦平面,最后设置对纤维结合模型进行光学切片的相关参数;(3)保存数据,利用图形处理软件标注纤维结合模型中两根纤维间的结合区域轮廓并计算结合面积。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于:设置对纤维结合模型进行光学切片的相关参数时,应以纤维结合区
域最佳焦平面为基准设置CLSM扫描并进行光学切片的最高利最低位置,并设置合适的扫描步骤和相应跨度。
说 明 书
<p>技术领域
本发明属于制浆造纸领域,涉及制浆造纸中的测量方法,特别涉及一种利用CLSM评价高得率浆纤维间结合面积的方法。
背景技术
高得率制浆工艺以其较低的纤维成本和环境污染负荷等优势逐渐受到关注,发展非常迅速。漂白化学热磨机械浆(BCTMP)、碱性过氧化氢机械浆(APMP)和温和预处理加盘磨化学处理的碱性过氧化氢机械浆(P-RCAPMP)在国际上被统称为高得率浆(High-YieldPulp,简称HYP)。近年来,高品质的高得率浆由于其独特性能,被用以取代部分阔叶木硫酸盐浆,在多种高附加值纸种中得以应用。与相应的漂白化学浆相比,高得率浆具有较高的松厚度、不透明度和光散射系数,但是其结合强度较差的缺点严重限制了它在高附加值产品中的应用比例和应用范围的进一步扩大。
在制浆造纸领域中,纸和纸板的物理强度是评价纸产品使用性能的关键参数,其中抗张强度是纸产品最常用的物理强度指标。纤维自身强度、纤维间的结合强度以及纤维在纸页中的分布和排列是抗张强度的三个决定因素。改善纤维间的结合性能是目前提高纸页强度的一种有效方式。目前,纤维间的结合性能主要包括纤维间的结合面积和纤维间的结合力两个方面。因此,对于纤维结合性能的评价成为制浆造纸工作者急需完成的工作之一,而纤维间结合面积的评价和检测也显得尤为重要。
因此,针对纸浆纤维间结合面积的评价问题,近几年米国内外制浆造纸界的科研人员积极开展评价和检测纤维间结合面积的研究工作,并在以下的文献中公开介绍纸浆纤维间结合面积的评价方法:
1、Ingmanson等人发表在《TappiJournal》杂志1959年第42卷1期第83-93页“Factorscontributingtothestrengthofasheetofpaper.II.Relativebondedarea”的文章中主要根据Kubelka-Munk理论,建立了一种利用光散射系数测定纤维间相对结合面积(RBA)的方法。他们采用控制压榨压力的方法获得一系列具有不同抗张强度和相应光散射系数的浆张,并用外推法得到纤维完全未发生结合时浆张的光散射系数(SO),最后根据理论公式计算出纤维间的相对结合面积。
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