随着同业对纸张的品质及稳定性要求愈来愈高,他们往往会为自己添置简单的纸张测试设备,为纸张进行测试,以作内部参考,或与供应商提供的数据互相比较以作为收货标准。然而测试数据的准确性往往产生很多不必要的争拗或误会。事实上,数据上的偏差是必然存在的,除了源自于测试样品本身正常的数据波动外,样品的取样(Sampling)、测试前对样品的处理、使用仪器的类型、测试的技巧和方法都会影响测试的数据。问题只在于数据上的偏差是否在我们控制的范围内。故此针对纸张测试的国际标准如TAPPI(Technical Association of the Pulp and Paper Industry)和ISO(International Standards Organization)都会把测试的程序,由怎样取样、处理、测试方法、仪器要求,以至报告形式都有清楚列明,务必令根据标准来测试的人员能得到可比较的测试数据。而对于纸张样品测试前的处理程序,住住为人所忽略。故藉此机会在这里和大家一起探讨其重要性。
由于纸张是一种吸湿性(Hygroscopic)的物料,意即它会随着环境相对湿度(Relatively Humidity -R.H.)的变化吸收水分和释放水分。举例说,当我们把纸张由一个相对湿度较低的地方移到一个相对湿度较高的地方,由于新环境有较高的水气压(Vapour Pressure),由空气中进入纸张的水气会较多释放,故纸张的含水量会增加,直至纸张的相对湿度提升到与环境相同,这时我们便会说纸张与环境已达至平衡状态(Equilibrium)。相反,当我们把纸张由一个相对湿度较高的地方移到一个相对湿度较低的地方,由于新环境有较低的水气压,纸张释放到空气中的水气会较吸收的多,此时纸张的水含量会减少,直至纸张的相对湿度与环境相同。由以上例子,我们可以了解到环境的相对湿度与纸张的水份含量(Moisture Content)是息息相关的。而纸张水分含量亦同时影响纸张的各种特性,包括:
(一)纸张的机械特性(Mechanical Properties),如抗张强度(Tensile Strength)、刚挺度(Stiffness)等。
(二)纸张的结构特性(Structural Properties),如纸重(Grammage)、平滑度(Smoothness)等。
(三)纸张的其他特性,如纸张的带电特性、尺寸的稳定性、吸收能力等。
各种特性的改变难度胀裂强度(Burst)抗张强度(Tensile)撕裂强度(Tear)耐折度(Fold)刚挺度(Stiffness)相对湿度%纸张相对湿度与纸张特性的关系
假设现在我们分别在50%R.H.、23°C 和10%R.H.、23°C 两个不同的环境下,为同一迭纸张进行含水量测试,前者的含水量大约为纸重的6%,而后者则大约为2%。如果我们这迭纸张在50%R.H.、23°C 的环境下是2000磅,根据以上含水量流失百分比计算整迭纸张的重量时,将发觉纸张重量会有80磅偏差之多。从这个例子,读者不难发现,如要取得准确的纸张数据,每次测试时,纸张样品含水量的稳定性是相当重要的。换言之,我们必须于测试前先把纸张样品通过预先调湿(Preconditioning)和调湿(Conditioning)程序把水含量稳定下来,才为纸张进行测试。
为了让大家测试时对环境控制有统一的依据,国际测试标准亦提供了对测试环境的要求给我们依循(表一)。因为温度的改变,会令相对湿度改变,举例说:测试环境的温度突然改变1°C,测试环境的相对湿度会随之改变大约3%。故此要控制好环境的相对湿度,我们也要同时控制好环境的温度。所以从测试标准的要求中,我们会看到对于温度的控制非常严格。再者,对于某类纸张如合成纸或经过胶处理的纸张,温度的影响住住比湿度的影响来得重要。
(待续)
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