涂布纸和涂布纸板涂层的定量测定

涂布量较大时 , h原 大小的影响作用下降的情况 。
如果 h原 较大时 ,需要求出原纸的平均灰分 ,再求出
涂布纸涂层的灰分 h涂 ,这样才能比较接近真实值 。
假设原纸的最小灰分 h′原 = n原 = n2 - n涂 = n2 -
h涂
η 1
= n2
-
(H -
h原
)η1由
7 式得估算的原纸最大
灰分
h″原
100cm2 涂布纸 3～4 张 ,测出平均每张涂布纸的质
h涂 - 涂布纸中涂层的灰分 , ( g) ;
h原 - 涂布纸中原纸的灰分 , ( g) ;
L1 - 涂料的灰分率 , ( % ) ;
η 1
- 涂料中盐酸不溶灰分与涂料总灰分比值 ,
(% ) ;
η 1
= n涂 , h涂
%
n2 - 涂布纸总灰分中的盐酸不溶灰分 ( g) ;
n涂 - 涂层灰分中的盐酸不溶灰分 , ( g) ;
在生产过程中的涂布纸涂层定量测定已不成问 题 ,现代涂布机以及许多老涂布机现在都配有带计 算机的在线仪表 ,可以控制水分 、涂布量以及横向分 布等 。涂布量的测定原理是通过对原纸 、涂料 、涂布 纸灰分的测定然后计算出涂布量 ,目的在于控制产 品质量及成本 。本研究与生产上测定不同之处是在 未能获得原纸和涂料 ,也未知原纸定量 、构成及涂料 配方的情况下进行测定 。也就是说在只获得一张涂 布纸或涂布纸板的情况下测定它们的涂层的定量 。
η 1
= Hη2
-
n原
]
h涂
=
η H ·η2
n原 -η
(4)
1
1
Pap e r S c ience & Techno logy 2007 V o l. 26 N o. 2
21
由 3. 4式得出当 h原 较小时 , n原 也很小 ,或者
n原 很小时得出涂布纸的涂层灰分值
η
h′涂 ≈
H
2
η
(5)
1
所以 ( 5)式适用于原纸的灰分很小或者 n原 →0
设 100cm2 的涂布纸板质量 M ,灰分 H ,对应的 原纸板 (即底层纸板 )质量 m ,灰分 h2 ,对应的涂层 质量 T,灰分 h1 。
由测得数据计算出涂料的灰分率 L1
=a m
,和相
当于未涂布原纸板的灰分率 L2
=b m2
,
H = h1 + h2 ]
H = TL1 +m l2 ]
T
H =
< 15% 时 , T′值在
15 ～20g /m2 时 ,
n原
>
0. 0025用 6、2式 ,反之用 5、2式 。
2. 1. 2 η1 <η2 时涂布量测定值的计算式
当
η 1
<η2时 ,有以下二种推导方式
n涂 h涂
<η2 或 η1
< n2 H
Τ Τ
n涂
<
h涂
η 2
2 盐酸不溶灰分法测定涂布纸的涂布量
2. 1 测定原理
涂布纸与涂布纸板不同之处在于原纸质量占涂
布纸质量的比例大 ,而且在涂布过程中涂料渗入原
纸中 ,因此 ,使用人工分层无法取得接近原纸的纸 ,
从而也无法用涂布纸板的测定方法 (即 1. 1)来测定
涂布纸的涂布量 。
本研究用盐酸分别处理涂料及涂布纸的灰分并
时 ,如果 n原 不是很小时 , h′涂 为涂布纸涂层的灰分
假设的最大值 。
由 (3)式推出原纸的盐酸不溶灰分最大值 n′原
= (H - h涂 )η2 代入 2 式得涂布纸涂层的灰分的假
η
设的最小值
h″涂
=
h涂
2
η
,求出涂布纸涂层的灰分平
1
均值
h涂
= ( h′+ h″) ×1 2
=
ηη
H
2
η
+ h涂η2
±0. 5RH %以下相同 )平衡 4h以上 ,用纸张取样器 取 100cm2 涂布纸板 2张 ,称得每张纸板的平均质量 M (称准至 0. 0001g) 。撕碎后放入预先灼烧至恒重 的瓷坩埚中 ,经炭化灰化后测得平均每张涂布纸板 的灰分 H (称准至 0. 0001g) 。
1. 2. 2 取约 150～300cm2 的涂布纸板浸入水中片 刻后取出分成面层和底层 ,待底层凉干后 ,在恒温恒 湿条件下放置 4h以上 ,取一定量底层纸板称得质量 为 m2 (约 3g,称准至 0. 0001g)于预先灼烧至恒重的 瓷坩埚中 ,测得相当于原纸板的灰分 b。 1. 2. 3 在恒温恒湿条件下 ,用刀片轻轻刮出涂布纸 板涂层的涂料 ,准确称取刮出的涂料质量为 m (不 少于 0. 12g,称准至 0. 0001g)于预先灼烧至恒重的 瓷坩埚中 ,测得涂料的灰分质量 a。 1. 2. 4 计算式的推导
1
1
×1 ] , 2
h涂
=
n2 2η1 -
η 2
( g)
(6)
由于在涂布量测定过程中 ,我们无法取得原纸 ,
因而 h原 和 n原 都是未知量 ,为了确定计算测定涂布
量用 5、2或 6、2 式时 ,需要估算原纸的盐酸不溶灰
分值
n原 ,用
n原
= n2
-
n涂
= n2
-
h涂
η 1
,计算出
n原 ,
经验得出当
η 2
> 15%时 ,
T值在
10～15g /m2 时 , n原 > 0. 001g
15～18g /m2 时 , n原 > 0. 0035g
18～20g /m2 时 , n原 > 0. 0045g
20g /m2 以上时 , n原 > 0. 005g 时 , 用 6、2 式计
算 ,反之用 5、2式计算 。
当
η 2
(7)
2
由上式可看出 n原不能忽略不计 ,原纸的最小灰
22
分即至少要等于 n原 即 h′原 = n原 ,这时涂层的最大
灰分 n′涂 = H - h′原 = H - n原 = H - ( n2 - n涂 ) = H n2 + h′涂 η1得
h涂
H =1
- n2
-
η 1
( g)
(8)
8、2式用于原纸灰分很小 ,并且 h原 = n原 或者
测出盐酸不溶灰分 ,计算其与总灰分的比值 η ,比
较涂料的
η 1
与涂布
纸的
η 2
并推导
出
计算式
,
这一
方法包含了原纸的盐酸不溶灰分这一因素 。下面是
根据这一思路对
η 1
>η2 ,η2
>η1 二种情形下计算式
的推导过程及原理 。
首先设置各字母代表的物理意义 : ( 100cm2 的
涂布纸的数值 )
H - 涂布纸总灰分 , ( g) ;
Τ Τ
n原 < (H - h涂 )η2
n原 < (H - h涂 )η1
或
n原
<
h原
η 2
或
n原
<
h原
η 1
因为
η 1
>η2 ,
n原 值满足左式 ,一定能够符合右
式 ,所以取左式 ,即
n原
< (H - h涂 )η2 或
n原
<
h原
η 2
(3)
由 n涂
= n2 - n原 ]
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h涂
本文介绍的是灰分法测定涂布纸板的涂布量及 盐酸不溶灰分法测定涂布纸的涂布量两种方法 。经 科技查新均未发现有此类报告 。
1 灰分法测定涂布纸板的涂布量
1. 1 测定原理 分别测出涂料 、涂布纸板 、底层纸板的灰分后按
比例计算其涂布量 。涂料可用刮刀轻轻刮出涂布纸 表面的涂层而获得 ,原纸板用去掉涂布纸板面层后 剩下的底层纸板替代 。 1. 2 测定步骤 1. 2. 1 把涂布纸板放入恒温恒湿室内 (23 ±1℃, 50
5. 36 32. 1 250 32. 0 0. 31 0. 1
以上五个厂只有 D 厂送来涂布前的纸板 (即原 纸板 ) , D 厂送来的原纸板与涂布纸板定量差 (即涂 布量 ) 为 24. 9g /m2 , 而其报送的涂布量为 26. 5g / m2 ,相差达 1. 6g /m2 , 而用本研究的方法测定值为 25. 6g /m2 ,分别与上值只相差 0. 7g /m2 和 - 0. 9g / m2 ,其余四厂的纸板测定值与报送值之差也大大低 于 1. 6g /m2 ,可见此法的准确度较高也具有一定的 普遍性 。
涂布纸和涂布纸板涂层的定量测定
赖燕明 1, 2 周颖红 1 骆娴 2 朱先军 2 刘道恒 2 伍红 2 郭仁宏 1
(1. 广东出入境检验检疫技术中心 ,广州 510623; 2. 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室 ,广州 510640)
摘 要 :本文阐述涂布纸和涂布纸板在不能获得其原纸和涂料情况下 ,涂层的定量测定方法 ,即用灰分法测定涂布 纸板的涂布量和用盐酸不溶灰分法测定涂布纸的涂布量 。通过实验总结得出测定方法和步骤 ,推导出计算式 ,并 且通过多种纸样的验证 ,其结果是前者误差在 0. 31% ～3. 9%之间 ,后者误差大部分在 4. 6%以下 。是一种新的简 单 、可行的测定方法 。 关键词 :涂布纸 ;涂布纸板 ;涂布量 ;灰分 ;盐酸不溶灰分 中图分类号 : TS 77 文献标识码 : A 文章编号 : 1671 - 4571 (2007) 0220020206
作者简介 : 赖燕明 ,女 ,高级工程师 ,主要从事制浆造纸方向的研究 。
20
《造纸科学与技术 》 2007年 第 26卷 第 2期
表 1
涂布量测定结果与厂方资料的对比
样品编号
A
B
C
D
E
100cm2 涂布纸板的质量 M / g 测 100cm2 涂布纸板的灰分 H / g 定 值 涂料灰分率 L1 / %
h原 =
×100%
M-T
,经验得出 ,当 T值在
10～14g /m2 , h原 在 1% ～6%范围
15g /m2 左右 , h原 在 1% ～9%范围
大于 20g /m2 , h原 在 1% ～12%范围
时用 8、2式 h原 不在上述范围时用 10、2式 。
2. 2 测定步骤
2. 2. 1 把涂布纸放入恒温恒温室内平衡 4h 后取
Hη1 < n原 + n涂
Τ Τ
n2
- n原
<
h涂
η 2
n原 > Hη1 - n涂
Τ Τ
n原
>
h原
η 2
n原
>
h原
η 1
或
h原
n原 <η
2
或
h原
n原 <η
1
因为
η 1
<η2 ,满足左式的
n原 数值必能满足右
式 ,所以取左式 ,即
h原
n原 <η
或
n原
>
h原
η 2
n原 =η
=
n2 η
n涂
= n2
-
(H η
h原 )η1
2
2
2
原纸的平均灰分
h原
=
h′原
+ 2
h″原
=
(η2 + 1) ( n2 - Hη1
2η2
-
η 1
-
ηη 12
)
(9)
涂布纸的涂层灰分
h涂 = H - h原 ( g)
( 10 )
如何确定用何种计算式计算涂布量的测定值 ?
需用下式估算出原纸的灰分率 L原
2.
1.
1
当
η 1
>η2时测定涂布量的计算式
当
η 1
>η2 ,有以下二种推算方式
n涂 h涂
>η2 或 η1
> n2 H
Τ Τ
n2
- n原
>
h涂
η 2
Hη1 > n原 + n涂
Τ Τ
n原
< n2
-
h涂
η 2
n原 < Hη1 - n涂
n原 - 涂布纸中原纸的盐酸不溶灰分 , ( g) ;
T - 涂布量 , ( g) ;
η 2
- 涂布纸中盐酸不溶灰分与涂布纸总灰分的
比值 , ( % )
η 2
= n2 , H
%
求出涂布纸中涂层的灰分 h涂 ,涂布纸的涂布量
可用下式求出
T ×100 = h涂 ×100 ( g /m2 )
(2)
L1
-
ML2
(1)
M = T +m M = T +m
L1 - L2
涂布纸板的涂布量 ( g /m2 ) = T ×100
1. 3 测定方法的验证及讨论
测定方法的验证采用由厂方提供已知涂布量的
纸板进行测定并计算其涂布量 ,与已知涂布量相比 较得出结果 。
对五种不同厂家送来的涂布纸板的测定结果与
厂方提供资料对比如表 1所示 。
相当于原纸板的灰分率 L2 / %
涂布量 T ×100 / g·m - 2
定量 / g·m - 2
厂 方
涂布量 / g·m - 2
报 送
误差 / %
测定值与报送值之差 / g·m - 2
3. 4944 0. 4900 75. 61
6. 81 36. 4 350 35. 9 1. 43 0. 5
2. 9410 0. 4240 73. 97
以上方法中的未涂布纸板的灰分没有考虑面浆 的灰分 ,因为底层纸板的质量比面浆的质量大得多 , 面浆的灰分量对于未涂布的原纸板的灰分的影响可 以勿略不计 。如果面浆的灰分特别大 ,该法的误差 会增大 。
如何得知面浆的灰分量的大小 ? 可以用下面提 到的盐酸不溶灰分法测定剥离的面层纸未涂布部分 的灰分 ,如果这部分特别大 ,还应对 L2 进行修正 。
8. 59 26. 3 300 25. 3 3. 9 1. 0
2. 2439 0. 1949 71. 48
1. 12 24. 1 225 24. 0 0. 42 0. 1
2. 4522 0. 3338 71. 45
6. 88 25. 6 250 26. 5 - 2. 8 - 0. 9
2. 4838 0. 3538 74. 11