纸和纸板粗糙度的测定法

 

　　本标准参照采用标准ISO 8791.2《纸和纸板粗糙度/平滑度的测定（空气泄漏法）　 第二部分：本特生法》。

 

 

　　本标准规定以本特生仪用恒压气流测定纸和纸板粗糙度的方法。

　　本标准适用于本特生粗糙度值约在500～1 200mL/min之间的纸和纸板，不适用于松软纸张、高透气纸张或不平整的纸张。

 

 

　　GB 450　纸和纸板试样的采取

　　GB 10739　纸浆、纸和纸板试样处理和试验的标准大气

 

 

　　本特生粗糙度：在规定的条件和操作压力下，通过测头的环面和纸和或纸板之间的空气流量，以mL/min表示。

 

 

　　试样在一定压力下与金属环面接触，环内通入一定压力的空气，测量从试样面与金属环面之间通过的气流量。测量值愈高，表示纸和纸板愈粗糙。

 

 

5.1　本特生仪由压缩机、压力缓冲容器、带稳压阀的转子流量计及测量头组成，见下图。

　　本特生仪应符合下列要求，其维护保养细则见附录A（补充件）

 

 

5.1.1　测量头

　　质量267±2g，金属测量环的宽度0.150±0.002mm，内径为31.5±0.2mm。测量头和流量计之间用内径5～6mm、长不超过600mm的橡皮管或塑料管连接。

5.1.2　流量计

　　10～150mL/min，50～500mL/min和某些仪器300～3 000mL/min，分别要求读准到2mL/min、5mL/min和20mL/min。

5.1.3　稳压阀

　　流量计入口用稳压阀控制气流的压力分别为0.74±0.01kPa、1.47±0.02kPa和2.20±0.03kPa，其中1.47kPa为标准操作压力。

5.1.4　使用1.47±0.02kPa的气流压力和质量为267±2g的测量头时，金属环加于试样上的接触压力为98kPa，再在测量头上附加600g压砣，则此时加于试样上的接触压力为490kPa。

5.1.5　平面玻璃板

　　应有足够的平整度，在工作面积范围内，不应使流量计的转子有看得见的变化。

5.2　压缩机

　　应保证进入调压前的气流压力为127kPa。

5.3　压力缓冲瓶

　　约10L玻璃瓶。

 

 

6.1　仪器的水平

　　应安放在无震动的地方，并校正好水平。

6.2　仪器的密封性

　　先将一块平滑柔软的橡皮布放在平面玻璃板上，并将测量头置于其上，开动仪器通入气流，再将1.47kPa稳压阀置于轴上，使其转动。仪器量程连接到10～150mL/min流量计处，观察流量计的转子是否为零。若不升起，可拨到50～500mL/min及30～3 000mL/min流量计处。若指示为零，即表示密封性良好，如转子有升起现象，表示流量计与测量头之间有泄漏，应检查各接头及连接管。

6.3　检查测量头压环是否平整

　　如果仪器密封性好，可将测量头放于清洁的玻璃板上，开动仪器，放稳压阀于轴上，使其转动，仪器连接到低量程流量计，此时流量计的转子不应升起，即为零点，表示压环平整。若不在零点可用适当溶剂（如四氯化碳）清洗压环，用光学显微镜检查压环是否有缺陷，如检查出变化较大，应更换新测量头或人工研磨，研磨时要小心保证不影响压环的面积，再按上法进行检查。

6.4　流量计的校正

　　用皂泡计或直接用已校正过的毛细管进行校正〔见附录B（补充件）〕。

 

 

　　每一测试面切取100mm×100mm试片至少10片，标明正反面，试样要平整。试验面不应有折子、皱纹、孔眼、水印或其他缺陷，不应触摸测试范围。试样按GB 450、GB 10739规定处理，并在该温湿条件下测定。

 

 

8.1　先开动仪器，再将1.47kPa稳压阀置于轴上，检查仪器的密封性和测量头的平整性。

8.2　将试片放在平板玻璃上，测试面朝上。转动通气阀门，选择合适范围的流量计，将测量头轻轻地放在试片上，保持环面与试样表面平行。不能对测量头施加其他的压力，否则测定值偏低。5s后读取流量计转子的指示值，即为测试的粗糙度（mL/min）。测定时指示值应在流量计刻度值10%～90%范围内。建议不用大于1 200mL/min的空气流量。

8.3　读取指示值后，再测另一试片，每一试片中只能测定一次（正面或反面），同一试样使用同*量计。

8.4　试验完毕，先取出稳压阀，再关闭仪器，以免稳压阀磨损。

8.5　可压缩性及弹性的测定

　　如在测试粗糙度后，再在测量上附加压砣，使接触压力为490kPa，读取流量计的指示值，该读数与粗糙度之比的百分数表示为试样的可压缩性，去掉压砣后，再读取流量计的指示值，该读数与粗糙度之比的百分数表示为试样的弹性。

 

 

　　试验报告应包括如下内容：

　　a.　本标准编号；

　　b.　试验的温度和相对湿度；

　　c.　被测试片的数目；

　　d.　测试结果算术平均值，到三位有效数字；

　　e.　如有要求，可分别报告正、反面各自测试结果的算术平均值；

　　f.　若不使用标准压力，应在报告中说明；

　　g.　试验结果标准偏差或变异系数；

　　h.　试验过程中的异常或与本标准不同的操作。

 

（补充件）

 

 

　　应保持稳压阀的完整性，安放稳压阀时要避免碰伤其边缘。应保持稳压阀及支撑阀的轴向孔的清洁，不能有油及尘埃，不能加润滑油。先通气流后，再放稳压阀于轴上，停止气流前应先取出稳压阀。

 

 

　　新安装或拆洗后重新安排安装的流量计，应小心检查转子是否自由旋转。不转动的转子会影响读数，尤其是低流量，检查是否有异物带入流量计（如仪器垫片、连接管脱落的微粒），否则会影响读数。

　　检查方法：开动压缩机，气流开始流动后，把1.47kPa的稳压阀轻轻放在轴上，使其转动方向与轴向孔的气流方向一致，稳压阀即能连续、平稳地转动。改变流量计出口阀门，以改变出口流量，分别检查各支流量计的转子是否转动平稳，是否有异物随气流进入流量计内。若发现转子嵌入底部式顶部弹簧里，当气流通过管子时轻轻拍打仪器后，转子仍不能自由转动时，可用特殊扳手拆开流量计底部和顶部的圆螺母，拿开顶部的金属块，轻轻取出流量计玻璃管子，清除异物，用调整弹簧形状的方法以防转子再发生嵌入。底部弹簧应限制在与流量计水平的同心孔上，顶部弹簧应限制在与流量计垂直的同心孔中。

　　流量计管子或转子脏了会使读数偏高，可用四氯化碳清洗，然后用气流干燥。若用液体清洁剂（10%水溶液）洗涤，洗后要用蒸馏水清洗干净再用气流干燥。

　　若流量计管子坏了要更换。

　　应定期检查所有连接管子（橡胶或塑料）的磨损情况，所有管子每年应更换一次。

 

 

　　用连接件将（水柱）压力计和相应的毛细管连接到流量计出口，当空气流量如下时，其压力精度应在压力计理想读数的5%之内。

　　a.　10～150mL/min转子流量计：

　　　　空气中流量（mL/min）　　10　　100　　150

　　　　压力计理想读数（mm）　　152　 150　　148

　　b.　50～500mL/min转子流量计：

　　　　空气中流量（mL/min）　　50　　100　　300　　500

　　　　压力计理想读数（mm）　　152　 151　　149　　146

　　c.　300～3 000mL/min转子流量计：

　　对于空气流量在1 200mL/min以下的，其压力计理想读数均为150±10mm。

　　为保证不使测试压力降太显著，连接测量头的管子内径为5～6mm，长度不大于600mm。

 

（补充件）

 

 

　　流量计的转子对磨损很敏感，如果刻度读数与所连接的毛细管值相差大于5%，应采用下列步骤：

B1.1　用毛细管校准两相邻流量计。

B1.2　如两者读数均偏高，则检查流量计和转子清洁程度，必要时进行清洗。

B1.3　如两者读数均偏低，则检查系统的堵塞情况，如管子打折。

B1.4　如两者读数不一致，或B1.2和B1.3不能判断故障，以1.47kPa压力用皂泡汁或其他装置校准流量计。

B1.5　若从G1.4的结果判断流量计或毛细管已坏，应更换它。

 

 

B2.1　仪器和材料

B2.1.1　皂泡计

　　皂泡计（图1）由以下几部分组成：

　　——容积为1L的玻璃瓶；

　　——容积计（两刻度间精心校准）具有100mL，250mL和1 500mL刻度，不同刻度范围可靠更换容积计而得；

　　——针形阀（控制阀）。

B2.1.2　秒表。

B2.1.3　皂液：3%～5％液体洗涤水溶液。

B2.2　校准步骤

　　在流量计出口胶管处取下测量头，把胶管接到皂泡计A上。先通气流，再将1.47kPa稳压阀放在轴上并旋转。打开通气阀，气流从流量计导向皂泡计进行校准。细心调节管夹和针形阀，使流量计的流量恒定。迅速挤压容积下部的橡皮球，使皂泡进入容积计内。测定皂泡在标定容积两刻度间通过的时间，以秒表示。所选用的容量计的量程应使测量时间超过30s，重复测定6点不同的气流，并记录当时的大气压。

　　注：系统在高气流压降下，能产生校准精度。为了消除这种精度，管子的长度和直径必须与测试的相同。

B2.3　计算

　　检查流量计的读数精度是否在5%之内，如果不是，可以绘制校正图。由每个测量时间和测量体积，按式（B1）修正空气流量。

 

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

 

式中：q——空气流量，以mL/min表示，校准到102.8kPa［常规大气压（101.3kPa）与23℃下的操作压力（1.47kPa）之和］；

　　 V——容积计体积，mL；

　　 t——皂泡通过容积计两刻度之间的时间，s；

　　 P——实际大气压与（水柱）压力计之和，以kPa表示。

 

 

　　在本特性仪流量计出口和皂泡计A点之间，连接毛细管，除去控制阀和容积计顶部的管子。按G2.2测定皂泡通过的时间，按B2.3计算空气流量。

 

本标准由中国轻工总会提出。

本标准由全国造纸工业标准化技术委员会归口。

本标准由广东造纸研究所负责起草。

本标准主要起草人孙少芳、陈曦。

本标准发布于1981年8月。