紙和紙板粗糙度的測定法

 

　　本標準參照采用標準ISO 8791.2《紙和紙板粗糙度/平滑度的測定（空氣泄漏法）　 第二部分：本特生法》。

 

 

　　本標準規定以本特生儀用恒壓氣流測定紙和紙板粗糙度的方法。

　　本標準適用于本特生粗糙度值約在500～1 200mL/min之間的紙和紙板，不適用于松軟紙張、高透氣紙張或不平整的紙張。

 

 

　　GB 450　紙和紙板試樣的采取

　　GB 10739　紙漿、紙和紙板試樣處理和試驗的標準大氣

 

 

　　本特生粗糙度：在規定的條件和操作壓力下，通過測頭的環面和紙和或紙板之間的空氣流量，以mL/min表示。

 

 

　　試樣在一定壓力下與金屬環面接觸，環內通入一定壓力的空氣，測量從試樣面與金屬環面之間通過的氣流量。測量值愈高，表示紙和紙板愈粗糙。

 

 

5.1　本特生儀由壓縮機、壓力緩沖容器、帶穩壓閥的轉子流量計及測量頭組成，見下圖。

　　本特生儀應符合下列要求，其維護保養細則見附錄A（補充件）

 

 

5.1.1　測量頭

　　質量267±2g，金屬測量環的寬度0.150±0.002mm，內徑為31.5±0.2mm。測量頭和流量計之間用內徑5～6mm、長不超過600mm的橡皮管或塑料管連接。

5.1.2　流量計

　　10～150mL/min，50～500mL/min和某些儀器300～3 000mL/min，分別要求讀準到2mL/min、5mL/min和20mL/min。

5.1.3　穩壓閥

　　流量計入口用穩壓閥控制氣流的壓力分別為0.74±0.01kPa、1.47±0.02kPa和2.20±0.03kPa，其中1.47kPa為標準操作壓力。

5.1.4　使用1.47±0.02kPa的氣流壓力和質量為267±2g的測量頭時，金屬環加于試樣上的接觸壓力為98kPa，再在測量頭上附加600g壓砣，則此時加于試樣上的接觸壓力為490kPa。

5.1.5　平面玻璃板

　　應有足夠的平整度，在工作面積范圍內，不應使流量計的轉子有看得見的變化。

5.2　壓縮機

　　應保證進入調壓前的氣流壓力為127kPa。

5.3　壓力緩沖瓶

　　約10L玻璃瓶。

 

 

6.1　儀器的水平

　　應安放在無震動的地方，并校正好水平。

6.2　儀器的密封性

　　先將一塊平滑柔軟的橡皮布放在平面玻璃板上，并將測量頭置于其上，開動儀器通入氣流，再將1.47kPa穩壓閥置于軸上，使其轉動。儀器量程連接到10～150mL/min流量計處，觀察流量計的轉子是否為零。若不升起，可撥到50～500mL/min及30～3 000mL/min流量計處。若指示為零，即表示密封性良好，如轉子有升起現象，表示流量計與測量頭之間有泄漏，應檢查各接頭及連接管。

6.3　檢查測量頭壓環是否平整

　　如果儀器密封性好，可將測量頭放于清潔的玻璃板上，開動儀器，放穩壓閥于軸上，使其轉動，儀器連接到低量程流量計，此時流量計的轉子不應升起，即為零點，表示壓環平整。若不在零點可用適當溶劑（如四氯化碳）清洗壓環，用光學顯微鏡檢查壓環是否有缺陷，如檢查出變化較大，應更換新測量頭或人工研磨，研磨時要小心保證不影響壓環的面積，再按上法進行檢查。

6.4　流量計的校正

　　用皂泡計或直接用已校正過的毛細管進行校正〔見附錄B（補充件）〕。

 

 

　　每一測試面切取100mm×100mm試片至少10片，標明正反面，試樣要平整。試驗面不應有折子、皺紋、孔眼、水印或其他缺陷，不應觸摸測試范圍。試樣按GB 450、GB 10739規定處理，并在該溫濕條件下測定。

 

 

8.1　先開動儀器，再將1.47kPa穩壓閥置于軸上，檢查儀器的密封性和測量頭的平整性。

8.2　將試片放在平板玻璃上，測試面朝上。轉動通氣閥門，選擇合適范圍的流量計，將測量頭輕輕地放在試片上，保持環面與試樣表面平行。不能對測量頭施加其他的壓力，否則測定值偏低。5s后讀取流量計轉子的指示值，即為測試的粗糙度（mL/min）。測定時指示值應在流量計刻度值10%～90%范圍內。建議不用大于1 200mL/min的空氣流量。

8.3　讀取指示值后，再測另一試片，每一試片中只能測定一次（正面或反面），同一試樣使用同*量計。

8.4　試驗完畢，先取出穩壓閥，再關閉儀器，以免穩壓閥磨損。

8.5　可壓縮性及彈性的測定

　　如在測試粗糙度后，再在測量上附加壓砣，使接觸壓力為490kPa，讀取流量計的指示值，該讀數與粗糙度之比的百分數表示為試樣的可壓縮性，去掉壓砣后，再讀取流量計的指示值，該讀數與粗糙度之比的百分數表示為試樣的彈性。

 

 

　　試驗報告應包括如下內容：

　　a.　本標準編號；

　　b.　試驗的溫度和相對濕度；

　　c.　被測試片的數目；

　　d.　測試結果算術平均值，到三位有效數字；

　　e.　如有要求，可分別報告正、反面各自測試結果的算術平均值；

　　f.　若不使用標準壓力，應在報告中說明；

　　g.　試驗結果標準偏差或變異系數；

　　h.　試驗過程中的異常或與本標準不同的操作。

 

（補充件）

 

 

　　應保持穩壓閥的完整性，安放穩壓閥時要避免碰傷其邊緣。應保持穩壓閥及支撐閥的軸向孔的清潔，不能有油及塵埃，不能加潤滑油。先通氣流后，再放穩壓閥于軸上，停止氣流前應先取出穩壓閥。

 

 

　　新安裝或拆洗后重新安排安裝的流量計，應小心檢查轉子是否自由旋轉。不轉動的轉子會影響讀數，尤其是低流量，檢查是否有異物帶入流量計（如儀器墊片、連接管脫落的微粒），否則會影響讀數。

　　檢查方法：開動壓縮機，氣流開始流動后，把1.47kPa的穩壓閥輕輕放在軸上，使其轉動方向與軸向孔的氣流方向一致，穩壓閥即能連續、平穩地轉動。改變流量計出口閥門，以改變出口流量，分別檢查各支流量計的轉子是否轉動平穩，是否有異物隨氣流進入流量計內。若發現轉子嵌入底部式頂部彈簧里，當氣流通過管子時輕輕拍打儀器后，轉子仍不能自由轉動時，可用特殊扳手拆開流量計底部和頂部的圓螺母，拿開頂部的金屬塊，輕輕取出流量計玻璃管子，清除異物，用調整彈簧形狀的方法以防轉子再發生嵌入。底部彈簧應限制在與流量計水平的同心孔上，頂部彈簧應限制在與流量計垂直的同心孔中。

　　流量計管子或轉子臟了會使讀數偏高，可用四氯化碳清洗，然后用氣流干燥。若用液體清潔劑（10%水溶液）洗滌，洗后要用蒸餾水清洗干凈再用氣流干燥。

　　若流量計管子壞了要更換。

　　應定期檢查所有連接管子（橡膠或塑料）的磨損情況，所有管子每年應更換一次。

 

 

　　用連接件將（水柱）壓力計和相應的毛細管連接到流量計出口，當空氣流量如下時，其壓力精度應在壓力計理想讀數的5%之內。

　　a.　10～150mL/min轉子流量計：

　　　　空氣中流量（mL/min）　　10　　100　　150

　　　　壓力計理想讀數（mm）　　152　 150　　148

　　b.　50～500mL/min轉子流量計：

　　　　空氣中流量（mL/min）　　50　　100　　300　　500

　　　　壓力計理想讀數（mm）　　152　 151　　149　　146

　　c.　300～3 000mL/min轉子流量計：

　　對于空氣流量在1 200mL/min以下的，其壓力計理想讀數均為150±10mm。

　　為保證不使測試壓力降太顯著，連接測量頭的管子內徑為5～6mm，長度不大于600mm。

 

（補充件）

 

 

　　流量計的轉子對磨損很敏感，如果刻度讀數與所連接的毛細管值相差大于5%，應采用下列步驟：

B1.1　用毛細管校準兩相鄰流量計。

B1.2　如兩者讀數均偏高，則檢查流量計和轉子清潔程度，必要時進行清洗。

B1.3　如兩者讀數均偏低，則檢查系統的堵塞情況，如管子打折。

B1.4　如兩者讀數不一致，或B1.2和B1.3不能判斷故障，以1.47kPa壓力用皂泡汁或其他裝置校準流量計。

B1.5　若從G1.4的結果判斷流量計或毛細管已壞，應更換它。

 

 

B2.1　儀器和材料

B2.1.1　皂泡計

　　皂泡計（圖1）由以下幾部分組成：

　　——容積為1L的玻璃瓶；

　　——容積計（兩刻度間精心校準）具有100mL，250mL和1 500mL刻度，不同刻度范圍可靠更換容積計而得；

　　——針形閥（控制閥）。

B2.1.2　秒表。

B2.1.3　皂液：3%～5％液體洗滌水溶液。

B2.2　校準步驟

　　在流量計出口膠管處取下測量頭，把膠管接到皂泡計A上。先通氣流，再將1.47kPa穩壓閥放在軸上并旋轉。打開通氣閥，氣流從流量計導向皂泡計進行校準。細心調節管夾和針形閥，使流量計的流量恒定。迅速擠壓容積下部的橡皮球，使皂泡進入容積計內。測定皂泡在標定容積兩刻度間通過的時間，以秒表示。所選用的容量計的量程應使測量時間超過30s，重復測定6點不同的氣流，并記錄當時的大氣壓。

　　注：系統在高氣流壓降下，能產生校準精度。為了消除這種精度，管子的長度和直徑必須與測試的相同。

B2.3　計算

　　檢查流量計的讀數精度是否在5%之內，如果不是，可以繪制校正圖。由每個測量時間和測量體積，按式（B1）修正空氣流量。

 

q=p×V×60/（102.8×t）=0.584p×V/t       ………………（B1）

 

式中：q——空氣流量，以mL/min表示，校準到102.8kPa［常規大氣壓（101.3kPa）與23℃下的操作壓力（1.47kPa）之和］；

　　 V——容積計體積，mL；

　　 t——皂泡通過容積計兩刻度之間的時間，s；

　　 P——實際大氣壓與（水柱）壓力計之和，以kPa表示。

 

 

　　在本特性儀流量計出口和皂泡計A點之間，連接毛細管，除去控制閥和容積計頂部的管子。按G2.2測定皂泡通過的時間，按B2.3計算空氣流量。

 

本標準由中國輕工總會提出。

本標準由全國造紙工業標準化技術委員會歸口。

本標準由廣東造紙研究所負責起草。

本標準主要起草人孫少芳、陳曦。

本標準發布于1981年8月。