箱紙板平滑度是評(píng)價(jià)紙張表面凹凸平整程度特性的一項(xiàng)重要物理指標(biāo)。由于單面白板紙和涂布箱紙板的一個(gè)重要應(yīng)該場景是需在其表面進(jìn)行精美印刷,而平滑度的高低決定著紙板與印版接觸的緊密和完滿程度,直接影響著印品質(zhì)量的好壞。因此,在這兩種紙板的上述產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中,都規(guī)定了其技術(shù)指標(biāo)要求。對印刷紙來說,該性能決定紙張與印版接觸的緊密程度,與印品質(zhì)量有非常密切的關(guān)系。
平滑度是指在特定的接觸狀態(tài)和一定的壓差下,試樣面和環(huán)形面之間有大氣泄入一定量空氣所需的時(shí)間,以秒(s)表示。時(shí)間越長,表示紙張平滑度越好,平滑度越高。一般來說,紙張平滑度越高,印刷質(zhì)量越好。
平滑度的測定方法有很多,有光學(xué)法、印刷試驗(yàn)法、電容法、觸針放大法、空氣泄漏法等,目前常用的是空氣泄漏法。根據(jù)空氣泄漏法原理設(shè)計(jì)的平滑度儀常見的有別克(BEKK)法和本特森(Bendtsen)法。箱紙板平滑度的測定采用GB/T 456-2002《紙和紙板平滑度的測定(別克法)》。該標(biāo)準(zhǔn)等同采用ISO5627:1995《紙和紙板一平滑度的測定(別克法)》。
1、 測試儀器及方法標(biāo)準(zhǔn)
QB/T 1665、GB/T 456、ISO5627
2、 測試目的
紙張表面平滑度的高低會(huì)對印刷質(zhì)量產(chǎn)生很大影響,這也是造紙廠和印刷廠重視紙張平滑度的原因。所以為了得到高質(zhì)量的印品,就有必要對紙張平滑度進(jìn)行定量評(píng)價(jià),使其能達(dá)到印刷要求。同時(shí)平滑度儀在造紙行業(yè)也非常實(shí)用,指導(dǎo)生產(chǎn)廠家造出合格的紙張。
3、 測試原理和設(shè)備結(jié)構(gòu)
本儀器測試原理可簡述為:將紙和紙板放在玻璃板上,施加特定壓力產(chǎn)生半真空,從而吸入空氣并使空氣通過接觸表面,測量真空度在規(guī)定范圍內(nèi)變化所需的時(shí)間。
別克式平滑度儀它包括:(1)玻璃板,呈環(huán)形,環(huán)形有效面積為(10±0.05)cm2。玻璃板的中心孔,既能與真空容器連接,也能斷開。試驗(yàn)面經(jīng)精密磨光,不應(yīng)有劃痕和裂紋,應(yīng)保持清潔。環(huán)中心的孔中應(yīng)放入一個(gè)支撐柱,其上表面應(yīng)與玻璃板上表面齊平,以防止試樣吸入孔中。支撐柱上有 4 個(gè)徑向槽,以使空氣順暢通過。(2)試樣夾緊裝置,重砣加于試樣上的壓力應(yīng)為(100士2)kPa。(3)壓板,直徑為 45mm 的表面平整的圓板,該板以固定的壓力與試樣相接觸。(4)膠墊,直徑不小于45mm 的圓形或邊長不小于 50mm 的方形;厚度為(40±0.2)mm,最大厚度變化為±0.05mm;硬度為(40±5)IRHD(國際橡膠硬度);復(fù)原彈性至少應(yīng)為 60%。(5)真空容器,包括大真空容器與小真空容器,可抽真空至 53.35kPa,并保持密封。大真空容器包括到玻璃板表面的連接管,體積為(380±1)mL。小真空容器,包括到玻璃板表面的連接管,體積為(38±1)mL。(6)壓力表,測定時(shí)其工作范圍應(yīng)為 50.66kPa、48.00kPa 和29.33kPa,精度為±0.07kPa。當(dāng)真空度從 50.66kPa 降到48.00kPa 時(shí),相當(dāng)于大真空容器進(jìn)氣量為(10±0.2)ml.或小真空容器進(jìn)氣量為(10.05)mL;真空度從 50.66kPa 降到29.33kPa時(shí),即大真空容器進(jìn)氣量為(80±1)mL,或小真空容器進(jìn)氣量為8mL(均為常壓下的體積)。(7)計(jì)時(shí)器,可讀準(zhǔn)至 1s。
本儀器(以PN-BSTF智能機(jī)型為例)外形結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1-顯示屏 2-打印機(jī) 3-壓桿 4-壓頭 5-膠墊 6-玻璃板 7-激光傳感器
圖1 箱紙板平滑度測定儀結(jié)構(gòu)示意圖
4、 試樣的采取、處理及試樣的準(zhǔn)備
試樣的采取應(yīng)按 GB/T 450 進(jìn)行。在抽取的大張紙頁上,沿橫幅距邊緣 15mm 處均勻制取足夠正反面各測試 10 次的試樣,試樣面積至少為 60mm×60mm,并保證試樣上無褶子、皺紋、可見裂痕或其他紙病。如有水印,測試時(shí)應(yīng)盡量避開。
試樣應(yīng)按 GB/T 10739 進(jìn)行溫濕處理,并在相同的大氣條件下進(jìn)行測試。
5、 試驗(yàn)步驟及方法
5.1 測試前
先準(zhǔn)備好儀器,如果屏幕顯示不為零,先清零,必要時(shí)先校準(zhǔn)儀器。
5.2 測試時(shí)
將試樣的測量面貼向玻璃板放置,然后將膠墊與上壓板放在試樣上,施加(100士2)kPa 的壓力,并在大真空容器中產(chǎn)生 50.66kPa 的真空。測量并記錄真空度從50.66kPa 降到48.00kPa 時(shí)的所需時(shí)間,以秒表示。
5.3 選擇合適的檔位
本儀器有A、B、C 三檔,默認(rèn)檔位為A 檔。
A 檔:50.66kPa -> 48kPa,容積為380ml±1 ml,(15~300)s ;
B 檔:50.66kPa -> 48kPa,容積為38ml±1 ml,(300~9999s);
C 檔:50.66kPa -> 29.33kPa,容積為380ml±1 ml,(1~15)s。
測量真空度從50.66kPa 降到48.00kPa 時(shí)所需時(shí)間,以秒表示;
如果時(shí)間超過300 秒,則改用小容積,換B 檔重新測試;
如果時(shí)間小于15 秒,則改用C 檔重新測試。
5.4 測試
按“測試”鍵啟動(dòng)測試程序,測試結(jié)束屏幕顯示測試結(jié)果,測試結(jié)束按下儀器右側(cè)把手,取出試樣,放置下一張?jiān)嚇永^續(xù)測試,直到所有試樣測試完成。
圖2 箱紙板平滑度測試設(shè)備
6、 結(jié)果計(jì)算分析
試樣每面的平滑度應(yīng)為10個(gè)測試結(jié)果的平均值,以秒表示。如果選用A檔用大真空容器,則平滑度為測定值的平均值;如果用B檔小真空容器,則平滑度為測定值的平均值乘以10;如果用C檔真空度從50.66kPa降到29.33kPa,則平滑度為測定值的平均值除以10。
平滑度兩面差按式(1)計(jì)算。
7、 可能的錯(cuò)誤操作及誤差來源
7.1 可能的錯(cuò)誤操作
7.1.1 開機(jī)直接測。
本儀器屬于電子儀器,測量前要預(yù)熱30min以上,使內(nèi)部電子器件達(dá)到熱穩(wěn)定平衡。
7.1.2 取樣細(xì)節(jié)不注意。
取樣細(xì)節(jié)不注意將影響測試結(jié)果,試樣上應(yīng)無褶子、皺紋、可見裂痕或其他紙病。
7.1.3 未進(jìn)行溫濕度處理。
試樣的采取應(yīng)按 GB/T 450 進(jìn)行。試樣應(yīng)按 GB/T 10739 進(jìn)行溫濕處理,并在相同的大氣條件下進(jìn)行測試。空氣中的濕度和溫度對物理機(jī)械性質(zhì)有很大的影響。水分大時(shí)紙張的纖維舒展,紙張柔軟,容易壓平則平滑度高;反之,紙張較干,纖維較硬,測試時(shí)空氣容易泄漏,平滑度較低。
7.2 主要誤差來源
7.2.1 壓力測量系統(tǒng)校準(zhǔn)不準(zhǔn)確。
本儀器為高精密電子產(chǎn)品,使用一段時(shí)間后,因?yàn)殡娮釉骷皞鞲衅骶叩男阅茏兓?,測量準(zhǔn)確度有一定要漂移,從而會(huì)影響測試結(jié)果,要定期對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。
7.2.2 環(huán)境大氣壓改變
氣體的密度隨壓力的增減是不同的。當(dāng)環(huán)境大氣壓高于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí),測定結(jié)果為正誤差,反之是負(fù)誤差。
7.2.3 相對濕度的影響
平滑度隨著濕度的增加而增大。
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本論于2023年11月發(fā)表于《紙箱世界》雜志