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水分(fēn)是紙與紙闆中的含水量,即試樣按規定方法烘幹後所減少的質(zhì)量與取樣時質(zhì)量之比,一般以百分(fēn)數表示。紙和紙闆的含水量對印刷、印後加工、産品存儲、産品使用(yòng)過程有舉足輕重的作(zuò)用(yòng)。紙張水分(fēn)含量對印刷影響很(hěn)大,水分(fēn)太低,紙質(zhì)發脆,印刷中易産生靜電(diàn);含量過高,将會使油墨難以幹燥。水分(fēn)變化對紙的各種特性影響也很(hěn)大,随着随分(fēn)的變化,其定量、抗張強度、柔韌性、耐折度等都将發生變化,紙張尺寸會發生伸縮,甚至發生卷曲、翹邊、起皺、荷葉邊等現象。水分(fēn)的測定對衡量紙與紙闆的性能(néng)和質(zhì)量具有重要的意義。目前,紙和紙闆的水分(fēn)常用(yòng)測試方法主要有以下三種:
第一種:高周波原理(lǐ),适合現場檢測,便攜式。
測試儀器:PN-FDG1 紙張水分(fēn)儀
第二種:國(guó)際通用(yòng)烘箱法,适合實驗室使用(yòng),經濟型,測試時間較長(cháng)。
測試儀器: DHG—9003BS 電(diàn)熱恒溫鼓風幹燥箱
第三種:鹵素水分(fēn)測定儀法,适合實驗室使用(yòng),一種快速檢測水分(fēn)的方法,集成幹燥箱和天平的功能(néng)預一體(tǐ),高效、精(jīng)度高,測試時間短。
測試儀器: XY105MW鹵素水分(fēn)測定儀
紙和紙闆水分(fēn)的測定按照GB/T 462-2008《紙、紙闆和紙漿 分(fēn)析試樣水分(fēn)的測定》進行,該标準修改采用(yòng)ISO 287:1985。
一、測試儀器及方法标準
GB/T 462 、ISO 287、TAPPI T412
二、測試目的
水分(fēn)變化對紙的各種特性影響也很(hěn)大,随着水分(fēn)的變化,其定量、抗張強度、柔韌性、耐折度等都将發生變化,紙張尺寸也會發生伸縮,甚至發生卷曲、翹邊、起皺、荷葉邊現象。通過檢測,控制紙和紙闆的性能(néng)和質(zhì)量。
三、測試原理(lǐ)
稱取試樣取樣時的質(zhì)量,然後烘幹至恒重,再次稱量質(zhì)量。試樣烘幹前後的質(zhì)量之差與烘幹前的質(zhì)量之比,即為(wèi)試樣的水分(fēn)。
四、試樣的采取、處理(lǐ)及容器的準備
按照GB/T 740、GB/T 450規定取樣。
注:如果取樣的地方溫暖而潮濕,應避免樣品受到污染或造成水分(fēn)損失,操作(zuò)時最好戴上橡皮手套,為(wèi)了避免因樣品暴露在大氣中,會使其水分(fēn)發生變化,取樣後應立刻将樣品全部裝(zhuāng)入容器中。
容器的準備:取樣前應将數量足夠、潔淨幹燥的容器編上号,并在大氣中平衡,然後将每個容器稱量并蓋好蓋,直至裝(zhuāng)入試樣。
五、試驗步驟及方法
(1)第一次幹燥和承重
将裝(zhuāng)有試樣的容器,放入能(néng)使溫度保持在(105±2)℃的烘箱進行烘幹。對于紙張試樣,第一次烘幹時間不應少于2h。烘幹時,可(kě)以将放有試樣的容器的蓋子打開,也可(kě)以将試樣從容器中取出攤開來,但試樣和容器應在同一烘箱中同時烘幹。在此期間,應保證烘箱中不放置新(xīn)試樣。
當試樣已完全烘幹時,應迅速将試樣放入容器中并蓋好蓋子,然後将容器放入幹燥器中冷卻(冷卻時間可(kě)根據不同的容器估計出來)。将容器的蓋子打開馬上蓋上,已平衡容器内外的氣壓,然後稱取裝(zhuāng)有試樣的容器,并計算出烘幹後的試樣質(zhì)量。
圖1 水分(fēn)測試設備
(2)幹燥并稱重至達到恒重
将裝(zhuāng)有試樣的容器再次放入烘箱中烘幹一段時間,重複5.1中幹燥和承重步驟,直至達到恒重,其烘幹的時間至少為(wèi)第一次烘幹時間的一半。
當連續兩次在規定的時間間隔下,稱量的差值不大于烘幹前試樣質(zhì)量的0.1%時,試樣即達到恒重。
六、結果計算分(fēn)析
紙與紙闆的水分(fēn)X(%)按式(1)計算:
式中:
m1—烘幹前的試樣質(zhì)量,g;
m2-烘幹後的試樣質(zhì)量,g。
同時進行兩次測定,取其算術平均值作(zuò)為(wèi)測定結果。測定結果應修約至小(xiǎo)數點後第一位,且兩次測定值間的絕對誤差應不超過0.4。
七、可(kě)能(néng)的錯誤操作(zuò)及誤差來源
(1)未及時充分(fēn)混勻樣品
因為(wèi)不管容器如何密封,随着時間的推移,樣品終将從表層開始吸入空氣中的水分(fēn),從而造成樣品各點水分(fēn)含量不均。
(2)放置樣品過多(duō)
在烘箱中放烘箱中放入過多(duō)的樣品将造成吸收熱不充分(fēn),蒸發不完全,水分(fēn)結果偏低。
(3)烘箱溫度均勻性差
使用(yòng)普通烘箱會造成受熱不均,應盡量選用(yòng)符合标準要求的試驗型烘箱。
(4)烘幹的時間不夠
在标準中規定烘幹時間為(wèi)2h,這對大多(duō)數地區(qū)适用(yòng)。但是要使樣品達到恒重的具體(tǐ)時間受當地的濕度和海拔影響。比如,鄭州氣候幹燥則烘幹時間縮短,南方氣候潮濕,烘幹2h還不能(néng)完全達到恒重。
(5)電(diàn)子天平精(jīng)度不夠
按标準要求所稱量值應精(jīng)确到0.001g,從理(lǐ)論上看使用(yòng)感量為(wèi)0.001g的天平就夠了。但是,在實際工作(zuò)中卻很(hěn)有可(kě)能(néng)遇到天平末尾數漂移,不能(néng)保證精(jīng)确度。為(wèi)了保證精(jīng)确度,最好選用(yòng)感量為(wèi)0.00001g的電(diàn)子天平。稱量結果精(jīng)确到小(xiǎo)數點後三位。
(6)每次稱量後,示值不回零
天平未調水平、未預熱、未預加載、線(xiàn)性不好和更換位置後沒校準可(kě)能(néng)會産生這種示值不回零的情況。電(diàn)子天平是電(diàn)子儀器,測量前要預熱30min以上,使内部電(diàn)子器件達到熱穩定平衡。預加載是對電(diàn)子天平進行短暫加壓和卸壓操作(zuò),這是因為(wèi)天平長(cháng)時間不使用(yòng)後,器内部傳感器是處于休眠狀态,金屬彈片也停止了工作(zuò),此時的電(diàn)子天平性能(néng)處于不穩定狀态,示值穩定性和回零不好。電(diàn)子天平首次使用(yòng)前,先調水平,開機越熱,測量前先進行預加載,定期進行校準。
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本論于2023年2月發表于《紙箱世界》雜志(zhì)