纸浆  物理试验用实验室纸页的制备

常规纸页成型器法

编辑：弗艾博纤维技术研究中心

 

Pulps——Preparation of laboratory sheets for physical testing-

Conventional sheet-former method

 

(ISO 5269-1:2005.MOD)

 

 

                                       前言

本标准修改采用ISO 5269-1:2005《纸浆  物理试验用实验室纸页的制备  第1部分:常规纸页成型器法》(英文版)。

本标准与IS0 5269-1:2005相比。主要差异如下:

——用GB/T 459《纸和纸板伸缩性的测定》代替eqv ISO 5635：1978;

——用GB/T 10739《纸.纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气条件》代替eqv ISO 187:1990;

——用GB/T 24325《纸浆  实验室打浆  瓦利(Valley)打浆机法》代替ISO 5264-1:1979.MOD:

——用QB/T 1462《纸浆实验室的湿解离》代替eqv ISO 5263-1979;

——用QB/T 1463《纸浆实验室打浆PFI磨法》代替eqv ISO 5264-2:1979。

本标准由中国轻工业联合会提出。

本标准由全国造纸工业标准化技术委员会归口。

本标准起草单位:中国制浆造纸研究院、国家纸张质量监督检验中心、中国造纸协会标准化专业委员会。

本标准主要起草人:史记。

 

1范围

本标准规定了采用常规纸页成型器来制备用于物理试验的实验室纸页.以便评价纸浆的有关性质。

本标准适用于大部分种类的纸浆。但不适用于某些具有很长纤维的纸浆.如未经切短的棉纤维、亚麻和类似原料的纸浆.

本标准不适用于制备按GB/T 8940.2测定蓝光漫反射因数(ISO亮度)所用的实验室纸页。

注:对于未经切短的长纤维纸浆.纸页的匀度也许不令人满意。

 

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件.其随后所有的修改单(不包括错误的内容)或修订版均不适用于本标准.然而.鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件.其最新版本适用于本标准。

GB/T 459纸和纸板伸缩性的测定(GB/T 459-2002.eqv ISO 5635;1978)

GB/T 461.1纸和纸板毛细吸液高度的测定(克列姆法)(GB/T 461.1-2002.idt ISO 8787:1989)

GB/T 10739纸.纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气条件(GB/T 10739-2002.eqv ISO 187:1990):

GB/T 24325纸浆  实验室打浆  瓦利(Valley)打浆机法(GB/T 24325-2009. ISO 5264-1;

1979.MOD)

QB/T 1462纸浆实验室的湿解离(QB/T 1462——1992.eqv ISO 5263;1979)

QB/T 1463纸浆实验室打浆 PFI磨法(QB/T 1463——1992.eqv ISO) 5264-2:1979)

 

3原理

真空条件下。在金属丝网筛上用纸浆悬浮液制成圆形.方形或矩形的纸页。纸页在410kPa的压力下经两次压榨,并在一定的空气条件下进行干燥。为防止收缩,纸页应接触干燥板并紧贴其上面。

 

4仪器和设备

4.1纸页成型器

4.1.1 上部

包括一个贮浆器，在铜网(见4.1.3)上部350 mm土1 mm处有一标记。贮浆器配有一个防止泄漏的橡胶垫。它的断面可为圆形、正方形或矩形，并且上下一样。如果贮浆器是矩形的.其较短的一边应不小于120 mm,且长边与短边之比应不超过2.5。如果贮浆器是圆形的.其直径应不小于158 mm.贮浆器的高度应在使用搅拌器(见4. 2)搅拌时水不溢出为宜。

4.1.2 下部

有一个分上下两部分的滤水容器。上部分应有与贮浆器(见4.1.1)相同的断面，并且其形状应保证使液体流过网子时能均匀地通过整个面积。下部分可以有一个较小的断面,但应与上部分的中心线对称。下部分有一个连接排空管的阀门，在排空管的下端有一个水封。铜网面与水封溢流边缘之间的垂直距离应为800mm土5mm.下部分与排空阀门应足够大.以便能使贮浆器内位于上标记和铜网之间的水在4.0s土0.2s内排完。滤水容器的下部分应有一个进水管。仪器应有一个在纸页成型后释放真空的装置.

4.1.3框架

框架上有一个完全平整的金属丝网.水平地放在上部(见4.1.1)和下部(见4.1.2)之间。金属丝网应清洁、完好、无折子和波纹。金属丝网的网眼应为125μm.金属丝的最合适直径为90μm.但也可在77 μm~104 μm之间选择。金属丝网支撑在一个粗糙的金属丝网上.而粗糙的金属丝网支撑在一个坚硬的框架上。

4.2搅拌器

是用耐腐蚀的坚硬物质制成的,由一个带眼的平板组成。并装有叶片,用来保持平板与金属网(见4.1.3)平行和减少涡流。孔眼(直径10mm~20mm)的总而积大约占平板面积的30%.孔眼间隔应均匀。平板的尺寸应和贮浆器(见4.1.1)内壁之间有2mm~3mm的间隙。搅拌器的所有边都应是磨圆的，以防止纤维积聚。搅拌器也应有一个挡块.以保证铜网和甲板在最低位置时的距离为20mm。

另外还需要一个空气搅动系统.以防止纸页上出现过大的气泡和针眼。

注:下面是一个视动系统的例子。它利用压缩空气。在上部(4.1.1)至少有8个进气孔,每一个进气孔直径为1.0 mm土0.2 mm,并H孔L与孔之间的间隔相等(最大70 mm)。当纸页成型器在工作时.进气孔与金属网之间的距离为1.0 mm土0.2 mm.进气孔通过空气管道面彼此相通.空气管道的直径为8 mm.平行地位于纸页成型器的周围，以使进气孔的深度(墙深)为5 mm土2 mm。空气压力应调节至100 kPa.搅动时间为5.0s土0.5s.

4.3伏压设备

4.3.1 伏压重砣.有一个平底.面积与金属网相同。并且在实验室纸页的表面上有相当于1 kPa~5 kPa产生的重力;或

4.3.2一个自动伏压系统.包括一个应用空气压力的控光装置:.

4.3.3一个伏辊(质量13.0 kg.长178 mm.直径102 mm)和一个保护纸页的伏压平板。

除非使用自动伏压系统.当伏压重物放在纸页上时，为了防止纸页变形.都需要用一个伏压平板来保护纸页。伏压平板和伏压重物的总质量应在上面给出的限定范围之内。

4.4 吸水纸

用全漂化学浆或破布浆作成.为中性.没有施胶剂、化学添加剂.明显的夹杂物和荧光物质(见4.4.2注1).

4.4.1吸水纸应与实验室纸页尺寸相同，如果实验室纸页是圆形的.吸水纸的长和宽都应不小于纸页的直径。且吸水纸的而积最大不应超过纸页面积的35%。如果纸页是正方形或长方形的。吸水纸的尺寸应不小于纸页尺寸且最大面积应不超过纸页而积的35%。吸水纸的定量为250g/m²土25g/m².克列姆毛细吸液高度应为70 mm土20 mm.按照GBT461.1测定毛细吸液高度，并且按照GB/T 459测定浸水后尺寸的变化. 在任何方向其尺寸变化都应不超过3%。

4.4.2吸水纸的吸水量应为450g/m²⊥50 g/m²。其吸水量应按以下方法进行测定:称一个40 mmX40 mm大小的试样.将试样浸入温度为(23士1)C⁰的去离子水或蒸馏水中持续2s.取出后沥干试样，方法为垂直悬挂试样的一角持续30s.并测定没水前后试样质量的差。计算一定规格的 吸水纸的吸水量.用每平方米吸收水的克数来表示。

注1:对于经过重打浆的纸桨抄的纸页来说.吸水纸的湿强度可能是不足的。在这种情况下。可使用加有湿强剂的吸水纸.但应保证湿强剂不会渗入到实验室纸页中。如果吸水纸含有湿强剂.应在试验报告中加以说明，

注2:实际试验表明.在某些情况下.吸水纸对整个纸页的吸水性可能会有一个较大的影响。这会导致纸页收缩。

 

4.5干燥板

与制得的纸页大小相同.由耐腐蚀金属或其他适合的材料(如硬塑料)制成.它们至少有一面应平整光滑。干燥板的表面应能够使湿纸页容易地贴在上面。干燥板应平整.表面不应鼓起或变形。

 

4.6模板

为了便于实验室纸页的堆叠.应根据纸页的形状来设计模板.从而保证纸页在压力机(4.8)中能够互相对准。

 

4.7 隔离板

与吸水纸(4.4)大小相同或稍大一些.由耐腐蚀的材料或塑料制成.用来分离不同种类的实验室纸页。隔离板的使用是可选择的。

 

4.8压力机

能在实验室纸页上面施加410 kPa土10 kPa的平均压力。并维持这一压力在5 min内不变。所压纸页的最大数目应根据压力机的容量而加以调整。

 

4.9试验条件

在整个干燥期间.应保持实验室纸页与干燥板（4.5)紧密接触以保持纸页不收缩(见6.3中注)。

备有充足空气循环的调节柜或实验室,应与GB/T10739中规定的大气条件相同.测定实验室纸页也应在此条件下进行的。当纸页仍潮湿时，相对湿度允许超过界限.而且温度也可允许降到界限以下几度。

 

5试样的制备

未打浆的纸浆按QB/T 1462规定解离。经过实验室打浆的纸浆应按照GB/T 24325和QB/T 1463的规定进行打浆处理。从工厂生产线上取得的液状纸浆不需任何预处理。

将纸浆浓度稀释至0.2%~0.5%(质量分数)。完全混合好后,按6.1规定的已知而积制作实验室纸页,其绝干定量为50g/m²~70g/m²。根据所要求的绝干定量.调整浆料的使用量或浆料浓度.以便生产出符合要求的纸页。在纸页成型器上制备实验室纸页，不需要校正纤维通过网子的损失。要尽快地用浆料抄纸。

对于易絮聚的纸浆.应将悬浮液浓度稀释至0.2%~0.3%(质量分数)。

 

6试验方法

6.1纸页的抄造

关闭纸页成型器(见4.1)的排空阀门.打开进水阀门以冲洗网子。夹好上部分.让水上升到至少高.于网面(见4.1.3)50 mm处。

将质量准确的浆料倒入纸页成型器.以抄造-一个 符合定量规定的实验室纸页。如果纸页被用来测定其物理性能.按绝干定量计算定量为60.0g/m²土2.0g/m²。如果要求其他定量,其定量偏差应不超过士3%。

用20 C士5 C的自来水稀释至标记水平线上.混合悬浮液.按下面操作方法中的一种进行纸页抄造:

a)插入搅拌器(4.2)并上下迅速移动。在搅拌过程中.搅拌板应保持在悬浮液的液面之下。来回移动6次.应用足够力量以确保混合完全。然后在取出搅拌器之前，再轻轻地搅拌一次。

b)启动空气搅拌器(见 4.2)。

在任何一种情况中.搅拌完成后10s士1 s.迅速打开排空阀门。

当水离开金属网。使铜网上留下的成型纸页在减压下沥水.沥水时间大约为一般沥水时间的10%，但应不少于5 s.

6.2纸页的转移

将纸页成型器(见4.1)的上部打开，关闭排空阀门(见4.1.2)。在湿纸页上同心地放两张吸水纸(网面朝上)并按下面的一种方法伏压纸页:

a) 用伏压板保护纸页.将伏压重砣(4.3. 1)轻轻地放到吸水纸中心.20s后取下:或

b) 在吸水纸上用自动伏压系统(4.3.2)施加不高于70 kPa产生的压力约5 s.但应不超过

30 s;或

c) 将伏压板(见4.3)放在吸水纸的中心，并在伏压板的中间轻轻地放一个伏辊(4.3.3)。 横过伏压板.前后移动伏辊.在位于伏压板边缘6 mm内不应施加任何附加压力。大约20s内至少来回滚动5次.然后将伏辊从伏压板中间取下。

注:在这个过程中用过的吸水纸。如果平整完好.凉干后可继续使用，前提是不与纸页直接接触。与实验室纸页直接接触的吸水纸应用新的。

应小心地从铜网上取下依然还粘着吸水纸的实验室纸页.避免不必要的扭损。将粘附着伏压吸水纸(4.4)的纸页朝上.置于上面放一干的吸水纸的模板(4.6)上。在纸页上放一干燥板(4. 5).其光滑一面应朝下。接着准备另一张干的吸水纸,待下一伏压吸水纸和纸页使用。应确保实验室纸页同心地放在模板(4.6)里。纸页在湿的时候可用不易擦掉的笔作一标记。

使干燥板保持彻底清洁.并不应带有蜡.油或影响湿纸页粘附在其光滑面上的任何物质。

排空脱水器.将纸页成型器准备好再抄下一纸页。

6.3压榨

按以下顺序多次重复组成完整的一叠.即干吸水纸、伏压吸水纸、实验室纸页和干燥平板。在这一叠最上面的干燥板上放一张干吸水纸。

注:如果纸叠是由不同浆种的实验室纸页组成的。那么这些纸页皮用隔离板(见1.7)分开。

在纸叠的底部也应使用隔离板.以确保载有实验室纸页的吸水纸不直接与压板接触。

应确保纸叠在压力机(4.8)内平整并位于中心。从压力增加时开始计时，连续提升压在纸页上的有效压力.应确保在25 s士5 s内达到410 kPa土10kPa.维持这一压力5 min士15 s.然后停止施加压力，从压力机中取出纸叠。

注:提到的压力是附加在实验室纸页上的压力，可能不同于压力表上的读数。

第一次压榨之后，实验室纸页应紧贴在干燥板(4.5)上.没有贴紧的纸页应被抛弃。第二次压榨时，

实验室纸页的顺序应颠倒.并应更换所有的吸水纸。为此，应使用核板.将第一次压榨中位于上面带有实验室纸页的干燥板(纸页朝上)放在一张干的吸水纸上(如果上面能被确认吸水纸应与纸页紧點在一起)。

完整的纸叠应按以下顺序多次重复组成:于吸水纸、带有实验室纸页的干燥板、干吸水纸。迅速升高压力至410 kPa土10 KPa压榨实验室纸页.并维持这一压力2 min士15s.然后停止施压。从压力机中

取出纸叠。

注:在第二次压榨时。没有必要固定达到压力的时间.因为可以忽略纸页瓶裂的危险。并且由压榨引起的压板移动与第一次压控相比是丰常小的。

6.4干燥和温湿处理

从吸水纸上分离粘着实验室纸页的干燥板.以适当的方法将其放在空调柜或实验室中.以便使这些纸页在整个干燥过程中始终与干燥板接触。这样可保证纸页不收缩。在空气正常循环下.纸页将被处理.准备随后的试验。如果通风图中空气循环迅速。干燥时间会减少。干燥的纸页应很容易地从干燥板上分离。如果纸页合适粘贴在干燥板上.则纸页表面上光应是均匀的。在干燥过程中纸页脱离干燥板时，如果纸页一面上光不均匀或干燥板表而留有一些纤维.则该纸页应抛弃。

在干燥过程中应保证实验室纸页不出现任何收缩.

注:收缩是可以避免的。例如.将纸页夹在特制的干煤框架上:另一种方法是将纸页放在一个不加热轻微凸起的金属板上干燥,用一块毛布和一张保护吸水纸固定.在一个通风柜里可放多个这种金属板。

干燥过程中保护纸页是必要的。在纸页干燥之前,吸水纸可与实验室纸页一直粘附在一起。干燥时间将根据使用设备.纸浆种类.纸页制备的数量等不同而改变。对于每个干燥和处理装置来说，应核对需要时间。

 

7试验报告

试验报告应包括以下几项:

a)对本国家标准编号的引用:

b)完整鉴定试样的所有必要信息:

c)解离方法:

d)纸页的目标定量:

e)所用纸页成型器设备的类型:

f)与本标准所规定的干燥方法的任何不同点:

g)在试验过程中观察到的任何异常现象;

h)任何偏离本标准或可能影响结果的任何操作。