隨著同業(yè)對紙張的品質(zhì)及穩(wěn)定性要求愈來愈高,他們往往會為自己添置簡單的紙張測試設(shè)備,為紙張進(jìn)行測試,以作內(nèi)部參考,或與供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)互相比較以作為收貨標(biāo)準(zhǔn)。然而測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性往往產(chǎn)生很多不必要的爭拗或誤會。事實(shí)上,數(shù)據(jù)上的偏差是必然存在的,除了源自于測試樣品本身正常的數(shù)據(jù)波動外,樣品的取樣(Sampling)、測試前對樣品的處理、使用儀器的類型、測試的技巧和方法都會影響測試的數(shù)據(jù)。問題只在于數(shù)據(jù)上的偏差是否在我們控制的范圍內(nèi)。故此針對紙張測試的國際標(biāo)準(zhǔn)如TAPPI(Technical Association of the Pulp and Paper Industry)和ISO(International Standards Organization)都會把測試的程序,由怎樣取樣、處理、測試方法、儀器要求,以至報(bào)告形式都有清楚列明,務(wù)必令根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來測試的人員能得到可比較的測試數(shù)據(jù)。而對于紙張樣品測試前的處理程序,住住為人所忽略。故藉此機(jī)會在這里和大家一起探討其重要性。
由于紙張是一種吸濕性(Hygroscopic)的物料,意即它會隨著環(huán)境相對濕度(Relatively Humidity -R.H.)的變化吸收水分和釋放水分。舉例說,當(dāng)我們把紙張由一個相對濕度較低的地方移到一個相對濕度較高的地方,由于新環(huán)境有較高的水氣壓(Vapour Pressure),由空氣中進(jìn)入紙張的水氣會較多釋放,故紙張的含水量會增加,直至紙張的相對濕度提升到與環(huán)境相同,這時我們便會說紙張與環(huán)境已達(dá)至平衡狀態(tài)(Equilibrium)。相反,當(dāng)我們把紙張由一個相對濕度較高的地方移到一個相對濕度較低的地方,由于新環(huán)境有較低的水氣壓,紙張釋放到空氣中的水氣會較吸收的多,此時紙張的水含量會減少,直至紙張的相對濕度與環(huán)境相同。由以上例子,我們可以了解到環(huán)境的相對濕度與紙張的水份含量(Moisture Content)是息息相關(guān)的。而紙張水分含量亦同時影響紙張的各種特性,包括:
(一)紙張的機(jī)械特性(Mechanical Properties),如抗張強(qiáng)度(Tensile Strength)、剛挺度(Stiffness)等。
(二)紙張的結(jié)構(gòu)特性(Structural Properties),如紙重(Grammage)、平滑度(Smoothness)等。
(三)紙張的其他特性,如紙張的帶電特性、尺寸的穩(wěn)定性、吸收能力等。
各種特性的改變難度脹裂強(qiáng)度(Burst)抗張強(qiáng)度(Tensile)撕裂強(qiáng)度(Tear)耐折度(Fold)剛挺度(Stiffness)相對濕度%紙張相對濕度與紙張?zhí)匦缘年P(guān)系
假設(shè)現(xiàn)在我們分別在50%R.H.、23°C 和10%R.H.、23°C 兩個不同的環(huán)境下,為同一迭紙張進(jìn)行含水量測試,前者的含水量大約為紙重的6%,而后者則大約為2%。如果我們這迭紙張?jiān)?0%R.H.、23°C 的環(huán)境下是2000磅,根據(jù)以上含水量流失百分比計(jì)算整迭紙張的重量時,將發(fā)覺紙張重量會有80磅偏差之多。從這個例子,讀者不難發(fā)現(xiàn),如要取得準(zhǔn)確的紙張數(shù)據(jù),每次測試時,紙張樣品含水量的穩(wěn)定性是相當(dāng)重要的。換言之,我們必須于測試前先把紙張樣品通過預(yù)先調(diào)濕(Preconditioning)和調(diào)濕(Conditioning)程序把水含量穩(wěn)定下來,才為紙張進(jìn)行測試。
為了讓大家測試時對環(huán)境控制有統(tǒng)一的依據(jù),國際測試標(biāo)準(zhǔn)亦提供了對測試環(huán)境的要求給我們依循(表一)。因?yàn)闇囟鹊母淖?,會令相對濕度改變,舉例說:測試環(huán)境的溫度突然改變1°C,測試環(huán)境的相對濕度會隨之改變大約3%。故此要控制好環(huán)境的相對濕度,我們也要同時控制好環(huán)境的溫度。所以從測試標(biāo)準(zhǔn)的要求中,我們會看到對于溫度的控制非常嚴(yán)格。再者,對于某類紙張如合成紙或經(jīng)過膠處理的紙張,溫度的影響住住比濕度的影響來得重要。
(待續(xù))
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