紙漿  物理試驗用實驗室紙頁的制備

常規(guī)紙頁成型器法

編輯：弗艾博纖維技術(shù)研究中心

 

Pulps——Preparation of laboratory sheets for physical testing-

Conventional sheet-former method

 

(ISO 5269-1:2005.MOD)

 

 

                                          前言

本標準修改采用ISO 5269-1:2005《紙漿  物理試驗用實驗室紙頁的制備  第1部分:常規(guī)紙頁成型器法》(英文版)。

本標準與IS0 5269-1:2005相比。主要差異如下:

——用GB/T 459《紙和紙板伸縮性的測定》代替eqv ISO 5635：1978;

——用GB/T 10739《紙.紙板和紙漿試樣處理和試驗的標準大氣條件》代替eqv ISO 187:1990;

——用GB/T 24325《紙漿  實驗室打漿  瓦利(Valley)打漿機法》代替ISO 5264-1:1979.MOD:

——用QB/T 1462《紙漿實驗室的濕解離》代替eqv ISO 5263-1979;

——用QB/T 1463《紙漿實驗室打漿PFI磨法》代替eqv ISO 5264-2:1979。

本標準由中國輕工業(yè)聯(lián)合會提出。

本標準由全國造紙工業(yè)標準化技術(shù)委員會歸口。

本標準起草單位:中國制漿造紙研究院、國家紙張質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、中國造紙協(xié)會標準化專業(yè)委員會。

本標準主要起草人:史記。

 

1范圍

本標準規(guī)定了采用常規(guī)紙頁成型器來制備用于物理試驗的實驗室紙頁.以便評價紙漿的有關(guān)性質(zhì)。

本標準適用于大部分種類的紙漿。但不適用于某些具有很長纖維的紙漿.如未經(jīng)切短的棉纖維、亞麻和類似原料的紙漿.

本標準不適用于制備按GB/T 8940.2測定藍光漫反射因數(shù)(ISO亮度)所用的實驗室紙頁。

注:對于未經(jīng)切短的長纖維紙漿.紙頁的勻度也許不令人滿意。

 

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件.其隨后所有的修改單(不包括錯誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標準.然而.鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件.其最新版本適用于本標準。

GB/T 459紙和紙板伸縮性的測定(GB/T 459-2002.eqv ISO 5635;1978)

GB/T 461.1紙和紙板毛細吸液高度的測定(克列姆法)(GB/T 461.1-2002.idt ISO 8787:1989)

GB/T 10739紙.紙板和紙漿試樣處理和試驗的標準大氣條件(GB/T 10739-2002.eqv ISO 187:1990):

GB/T 24325紙漿  實驗室打漿  瓦利(Valley)打漿機法(GB/T 24325-2009. ISO 5264-1;

1979.MOD)

QB/T 1462紙漿實驗室的濕解離(QB/T 1462——1992.eqv ISO 5263;1979)

QB/T 1463紙漿實驗室打漿 PFI磨法(QB/T 1463——1992.eqv ISO) 5264-2:1979)

 

3原理

真空條件下。在金屬絲網(wǎng)篩上用紙漿懸浮液制成圓形.方形或矩形的紙頁。紙頁在410kPa的壓力下經(jīng)兩次壓榨,并在一定的空氣條件下進行干燥。為防止收縮,紙頁應(yīng)接觸干燥板并緊貼其上面。

 

4儀器和設(shè)備

4.1紙頁成型器

4.1.1 上部

包括一個貯漿器，在銅網(wǎng)(見4.1.3)上部350 mm土1 mm處有一標記。貯漿器配有一個防止泄漏的橡膠墊。它的斷面可為圓形、正方形或矩形，并且上下一樣。如果貯漿器是矩形的.其較短的一邊應(yīng)不小于120 mm,且長邊與短邊之比應(yīng)不超過2.5。如果貯漿器是圓形的.其直徑應(yīng)不小于158 mm.貯漿器的高度應(yīng)在使用攪拌器(見4. 2)攪拌時水不溢出為宜。

4.1.2 下部

有一個分上下兩部分的濾水容器。上部分應(yīng)有與貯漿器(見4.1.1)相同的斷面，并且其形狀應(yīng)保證使液體流過網(wǎng)子時能均勻地通過整個面積。下部分可以有一個較小的斷面,但應(yīng)與上部分的中心線對稱。下部分有一個連接排空管的閥門，在排空管的下端有一個水封。銅網(wǎng)面與水封溢流邊緣之間的垂直距離應(yīng)為800mm土5mm.下部分與排空閥門應(yīng)足夠大.以便能使貯漿器內(nèi)位于上標記和銅網(wǎng)之間的水在4.0s土0.2s內(nèi)排完。濾水容器的下部分應(yīng)有一個進水管。儀器應(yīng)有一個在紙頁成型后釋放真空的裝置.

4.1.3框架

框架上有一個完全平整的金屬絲網(wǎng).水平地放在上部(見4.1.1)和下部(見4.1.2)之間。金屬絲網(wǎng)應(yīng)清潔、完好、無折子和波紋。金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼應(yīng)為125μm.金屬絲的最合適直徑為90μm.但也可在77 μm~104 μm之間選擇。金屬絲網(wǎng)支撐在一個粗糙的金屬絲網(wǎng)上.而粗糙的金屬絲網(wǎng)支撐在一個堅硬的框架上。

4.2攪拌器

是用耐腐蝕的堅硬物質(zhì)制成的,由一個帶眼的平板組成。并裝有葉片,用來保持平板與金屬網(wǎng)(見4.1.3)平行和減少渦流?？籽?直徑10mm~20mm)的總而積大約占平板面積的30%.孔眼間隔應(yīng)均勻。平板的尺寸應(yīng)和貯漿器(見4.1.1)內(nèi)壁之間有2mm~3mm的間隙。攪拌器的所有邊都應(yīng)是磨圓的，以防止纖維積聚。攪拌器也應(yīng)有一個擋塊.以保證銅網(wǎng)和甲板在最低位置時的距離為20mm。

另外還需要一個空氣攪動系統(tǒng).以防止紙頁上出現(xiàn)過大的氣泡和針眼。

注:下面是一個視動系統(tǒng)的例子。它利用壓縮空氣。在上部(4.1.1)至少有8個進氣孔,每一個進氣孔直徑為1.0 mm土0.2 mm,并H孔L與孔之間的間隔相等(最大70 mm)。當(dāng)紙頁成型器在工作時.進氣孔與金屬網(wǎng)之間的距離為1.0 mm土0.2 mm.進氣孔通過空氣管道面彼此相通.空氣管道的直徑為8 mm.平行地位于紙頁成型器的周圍，以使進氣孔的深度(墻深)為5 mm土2 mm。空氣壓力應(yīng)調(diào)節(jié)至100 kPa.攪動時間為5.0s土0.5s.

4.3伏壓設(shè)備

4.3.1 伏壓重砣.有一個平底.面積與金屬網(wǎng)相同。并且在實驗室紙頁的表面上有相當(dāng)于1 kPa~5 kPa產(chǎn)生的重力;或

4.3.2一個自動伏壓系統(tǒng).包括一個應(yīng)用空氣壓力的控光裝置:.

4.3.3一個伏輥(質(zhì)量13.0 kg.長178 mm.直徑102 mm)和一個保護紙頁的伏壓平板。

除非使用自動伏壓系統(tǒng).當(dāng)伏壓重物放在紙頁上時，為了防止紙頁變形.都需要用一個伏壓平板來保護紙頁。伏壓平板和伏壓重物的總質(zhì)量應(yīng)在上面給出的限定范圍之內(nèi)。

4.4 吸水紙

用全漂化學(xué)漿或破布漿作成.為中性.沒有施膠劑、化學(xué)添加劑.明顯的夾雜物和熒光物質(zhì)(見4.4.2注1).

4.4.1吸水紙應(yīng)與實驗室紙頁尺寸相同，如果實驗室紙頁是圓形的.吸水紙的長和寬都應(yīng)不小于紙頁的直徑。且吸水紙的而積最大不應(yīng)超過紙頁面積的35%。如果紙頁是正方形或長方形的。吸水紙的尺寸應(yīng)不小于紙頁尺寸且最大面積應(yīng)不超過紙頁而積的35%。吸水紙的定量為250g/m²土25g/m².克列姆毛細吸液高度應(yīng)為70 mm土20 mm.按照GBT461.1測定毛細吸液高度，并且按照GB/T 459測定浸水后尺寸的變化. 在任何方向其尺寸變化都應(yīng)不超過3%。

4.4.2吸水紙的吸水量應(yīng)為450g/m²⊥50 g/m²。其吸水量應(yīng)按以下方法進行測定:稱一個40 mmX40 mm大小的試樣.將試樣浸入溫度為(23士1)C⁰的去離子水或蒸餾水中持續(xù)2s.取出后瀝干試樣，方法為垂直懸掛試樣的一角持續(xù)30s.并測定沒水前后試樣質(zhì)量的差。計算一定規(guī)格的 吸水紙的吸水量.用每平方米吸收水的克數(shù)來表示。

注1:對于經(jīng)過重打漿的紙槳抄的紙頁來說.吸水紙的濕強度可能是不足的。在這種情況下?？墒褂眉佑袧駨妱┑奈?但應(yīng)保證濕強劑不會滲入到實驗室紙頁中。如果吸水紙含有濕強劑.應(yīng)在試驗報告中加以說明，

注2:實際試驗表明.在某些情況下.吸水紙對整個紙頁的吸水性可能會有一個較大的影響。這會導(dǎo)致紙頁收縮。

 

4.5干燥板

與制得的紙頁大小相同.由耐腐蝕金屬或其他適合的材料(如硬塑料)制成.它們至少有一面應(yīng)平整光滑。干燥板的表面應(yīng)能夠使?jié)窦堩撊菀椎刭N在上面。干燥板應(yīng)平整.表面不應(yīng)鼓起或變形。

 

4.6模板

為了便于實驗室紙頁的堆疊.應(yīng)根據(jù)紙頁的形狀來設(shè)計模板.從而保證紙頁在壓力機(4.8)中能夠互相對準。

 

4.7 隔離板

與吸水紙(4.4)大小相同或稍大一些.由耐腐蝕的材料或塑料制成.用來分離不同種類的實驗室紙頁。隔離板的使用是可選擇的。

 

4.8壓力機

能在實驗室紙頁上面施加410 kPa土10 kPa的平均壓力。并維持這一壓力在5 min內(nèi)不變。所壓紙頁的最大數(shù)目應(yīng)根據(jù)壓力機的容量而加以調(diào)整。

 

4.9試驗條件

在整個干燥期間.應(yīng)保持實驗室紙頁與干燥板（4.5)緊密接觸以保持紙頁不收縮(見6.3中注)。

備有充足空氣循環(huán)的調(diào)節(jié)柜或?qū)嶒炇?應(yīng)與GB/T10739中規(guī)定的大氣條件相同.測定實驗室紙頁也應(yīng)在此條件下進行的。當(dāng)紙頁仍潮濕時，相對濕度允許超過界限.而且溫度也可允許降到界限以下幾度。

 

5試樣的制備

未打漿的紙漿按QB/T 1462規(guī)定解離。經(jīng)過實驗室打漿的紙漿應(yīng)按照GB/T 24325和QB/T 1463的規(guī)定進行打漿處理。從工廠生產(chǎn)線上取得的液狀紙漿不需任何預(yù)處理。

將紙漿濃度稀釋至0.2%~0.5%(質(zhì)量分數(shù))。完全混合好后,按6.1規(guī)定的已知而積制作實驗室紙頁,其絕干定量為50g/m²~70g/m²。根據(jù)所要求的絕干定量.調(diào)整漿料的使用量或漿料濃度.以便生產(chǎn)出符合要求的紙頁。在紙頁成型器上制備實驗室紙頁，不需要校正纖維通過網(wǎng)子的損失。要盡快地用漿料抄紙。

對于易絮聚的紙漿.應(yīng)將懸浮液濃度稀釋至0.2%~0.3%(質(zhì)量分數(shù))。

 

6試驗方法

6.1紙頁的抄造

關(guān)閉紙頁成型器(見4.1)的排空閥門.打開進水閥門以沖洗網(wǎng)子。夾好上部分.讓水上升到至少高.于網(wǎng)面(見4.1.3)50 mm處。

將質(zhì)量準確的漿料倒入紙頁成型器.以抄造-一個 符合定量規(guī)定的實驗室紙頁。如果紙頁被用來測定其物理性能.按絕干定量計算定量為60.0g/m²土2.0g/m²。如果要求其他定量,其定量偏差應(yīng)不超過士3%。

用20 C士5 C的自來水稀釋至標記水平線上.混合懸浮液.按下面操作方法中的一種進行紙頁抄造:

a)插入攪拌器(4.2)并上下迅速移動。在攪拌過程中.攪拌板應(yīng)保持在懸浮液的液面之下。來回移動6次.應(yīng)用足夠力量以確保混合完全。然后在取出攪拌器之前，再輕輕地攪拌一次。

b)啟動空氣攪拌器(見 4.2)。

在任何一種情況中.攪拌完成后10s士1 s.迅速打開排空閥門。

當(dāng)水離開金屬網(wǎng)。使銅網(wǎng)上留下的成型紙頁在減壓下瀝水.瀝水時間大約為一般瀝水時間的10%，但應(yīng)不少于5 s.

6.2紙頁的轉(zhuǎn)移

將紙頁成型器(見4.1)的上部打開，關(guān)閉排空閥門(見4.1.2)。在濕紙頁上同心地放兩張吸水紙(網(wǎng)面朝上)并按下面的一種方法伏壓紙頁:

a) 用伏壓板保護紙頁.將伏壓重砣(4.3. 1)輕輕地放到吸水紙中心.20s后取下:或

b) 在吸水紙上用自動伏壓系統(tǒng)(4.3.2)施加不高于70 kPa產(chǎn)生的壓力約5 s.但應(yīng)不超過

30 s;或

c) 將伏壓板(見4.3)放在吸水紙的中心，并在伏壓板的中間輕輕地放一個伏輥(4.3.3)。 橫過伏壓板.前后移動伏輥.在位于伏壓板邊緣6 mm內(nèi)不應(yīng)施加任何附加壓力。大約20s內(nèi)至少來回滾動5次.然后將伏輥從伏壓板中間取下。

注:在這個過程中用過的吸水紙。如果平整完好.涼干后可繼續(xù)使用，前提是不與紙頁直接接觸。與實驗室紙頁直接接觸的吸水紙應(yīng)用新的。

應(yīng)小心地從銅網(wǎng)上取下依然還粘著吸水紙的實驗室紙頁.避免不必要的扭損。將粘附著伏壓吸水紙(4.4)的紙頁朝上.置于上面放一干的吸水紙的模板(4.6)上。在紙頁上放一干燥板(4. 5).其光滑一面應(yīng)朝下。接著準備另一張干的吸水紙,待下一伏壓吸水紙和紙頁使用。應(yīng)確保實驗室紙頁同心地放在模板(4.6)里。紙頁在濕的時候可用不易擦掉的筆作一標記。

使干燥板保持徹底清潔.并不應(yīng)帶有蠟.油或影響濕紙頁粘附在其光滑面上的任何物質(zhì)。

排空脫水器.將紙頁成型器準備好再抄下一紙頁。

6.3壓榨

按以下順序多次重復(fù)組成完整的一疊.即干吸水紙、伏壓吸水紙、實驗室紙頁和干燥平板。在這一疊最上面的干燥板上放一張干吸水紙。

注:如果紙疊是由不同漿種的實驗室紙頁組成的。那么這些紙頁皮用隔離板(見1.7)分開。

在紙疊的底部也應(yīng)使用隔離板.以確保載有實驗室紙頁的吸水紙不直接與壓板接觸。

應(yīng)確保紙疊在壓力機(4.8)內(nèi)平整并位于中心。從壓力增加時開始計時，連續(xù)提升壓在紙頁上的有效壓力.應(yīng)確保在25 s士5 s內(nèi)達到410 kPa土10kPa.維持這一壓力5 min士15 s.然后停止施加壓力，從壓力機中取出紙疊。

注:提到的壓力是附加在實驗室紙頁上的壓力，可能不同于壓力表上的讀數(shù)。

第一次壓榨之后，實驗室紙頁應(yīng)緊貼在干燥板(4.5)上.沒有貼緊的紙頁應(yīng)被拋棄。第二次壓榨時，

實驗室紙頁的順序應(yīng)顛倒.并應(yīng)更換所有的吸水紙。為此，應(yīng)使用核板.將第一次壓榨中位于上面帶有實驗室紙頁的干燥板(紙頁朝上)放在一張干的吸水紙上(如果上面能被確認吸水紙應(yīng)與紙頁緊點在一起)。

完整的紙疊應(yīng)按以下順序多次重復(fù)組成:于吸水紙、帶有實驗室紙頁的干燥板、干吸水紙。迅速升高壓力至410 kPa土10 KPa壓榨實驗室紙頁.并維持這一壓力2 min士15s.然后停止施壓。從壓力機中

取出紙疊。

注:在第二次壓榨時。沒有必要固定達到壓力的時間.因為可以忽略紙頁瓶裂的危險。并且由壓榨引起的壓板移動與第一次壓控相比是豐常小的。

6.4干燥和溫濕處理

從吸水紙上分離粘著實驗室紙頁的干燥板.以適當(dāng)?shù)姆椒▽⑵浞旁诳照{(diào)柜或?qū)嶒炇抑?以便使這些紙頁在整個干燥過程中始終與干燥板接觸。這樣可保證紙頁不收縮。在空氣正常循環(huán)下.紙頁將被處理.準備隨后的試驗。如果通風(fēng)圖中空氣循環(huán)迅速。干燥時間會減少。干燥的紙頁應(yīng)很容易地從干燥板上分離。如果紙頁合適粘貼在干燥板上.則紙頁表面上光應(yīng)是均勻的。在干燥過程中紙頁脫離干燥板時，如果紙頁一面上光不均勻或干燥板表而留有一些纖維.則該紙頁應(yīng)拋棄。

在干燥過程中應(yīng)保證實驗室紙頁不出現(xiàn)任何收縮.

注:收縮是可以避免的。例如.將紙頁夾在特制的干煤框架上:另一種方法是將紙頁放在一個不加熱輕微凸起的金屬板上干燥,用一塊毛布和一張保護吸水紙固定.在一個通風(fēng)柜里可放多個這種金屬板。

干燥過程中保護紙頁是必要的。在紙頁干燥之前,吸水紙可與實驗室紙頁一直粘附在一起。干燥時間將根據(jù)使用設(shè)備.紙漿種類.紙頁制備的數(shù)量等不同而改變。對于每個干燥和處理裝置來說，應(yīng)核對需要時間。

 

7試驗報告

試驗報告應(yīng)包括以下幾項:

a)對本國家標準編號的引用:

b)完整鑒定試樣的所有必要信息:

c)解離方法:

d)紙頁的目標定量:

e)所用紙頁成型器設(shè)備的類型:

f)與本標準所規(guī)定的干燥方法的任何不同點:

g)在試驗過程中觀察到的任何異?，F(xiàn)象;

h)任何偏離本標準或可能影響結(jié)果的任何操作。