實驗室打漿

瓦利(Valley) 打漿機法

編輯：弗艾博纖維技術研究中心

 

                                                  前言

本標准是原國家標准GB/T 7980-1987《實驗室打漿瓦利 (Valley) 打漿機法》，經由國輕行[1999] 112 號文發布轉化標准號爲QB/T 3702- 1999，內容不變。

本標准由國家輕工業局行業管理司提出。

本標准由全國造紙標准化中心歸口。

本標准由上海市造紙研究所負責起草。

本標准自實施之日起，同時代替原國家標准GB/T 7980- 1987 《實驗室打漿瓦利 (Valley) 打漿機法》。

本標准等效采用ISO 5264/1,適用于各種類型的漿的實驗室打漿。

注:在實際使用中，對于某些纖維非常長的漿，如棉短絨，這個方法測定的結果可能不佳。

1原理

經計量的和具有規定濃度的漿在瓦利(Valley) 打漿機的飛刀和底刀之間打漿，打漿過程中每隔一段時間進行取樣。

2儀器和水質

2.1瓦利打漿機 說明見附錄A.

2.2計時器

2.3天平稱重試樣的誤差要小于1g。

2.4蒸餾水或脫離子水，或質量相似的水。

3試樣的制備

按照GB/T 740《化學紙漿平均試樣的采取方法》的規定取樣，按照GB/T 741《化學紙漿分析試樣水分的測定法》的規定測定其水分。

取出相當于(360土5)g絕幹漿的漿(不要切割紙漿，並避免使用刀切過的邊緣)，在室溫下用5L水將其徹底浸泡4h以上，將浸泡過的漿板撕成約25 mmX25 mm的小片，濕漿可不浸泡。

4測試步驟

4.1解離作用

在瓦利打漿機中可進行預解離。

降低底刀，並將其固定在降低後的位置處，以使飛刀和底刀之間的間隙至少爲10mm， 用塞子堵住打漿機槽的出口，並在槽內裝上(20士5)⁰C的水18L,然後啓動馬達，慢慢地加入漿和用以浸濕漿的水，整個加入過程要(3~5)min.漿和水的總體積應爲(23.0士0.2)L，以使漿濃大約爲1.57% (重量)。

在底刀仍固定于降低了的位置下解離紙漿,在解離過程中,將底刀杠杆臂迅速地上下移動1~2次，使挂在飛刀背後和鄰近擋板上的漿落下來，整個解離時間爲30 min.

4.1.1由于氣候的原因，在必要的地方可以采用(25士5)⁰C,但應在測定報告中注明。.

4.1.2要保證漿料完全解離，難解離的漿如未漂硫酸鹽漿的解離時間可以超過30 min.

4.2打漿4.2.1打漿條件

杠杆臂負荷(54土1)N [(5.5士0.1)kgf]

飛刀輥的轉數(8.3土0.2) s^-1

對于國內使用的各種草類纖維，宜降低打漿壓力爲(29.4土1.0)N [(3.0土0. 1)kgf ]可取得最佳效果。

4.2.2打漿操作

檢查底刀杠杆上的負荷是否符合規定，放下杠杆，啓動計時器，在不中斷打漿操作，不去除底刀負荷的情況下，取出五份分布在所需打漿全過程中的試樣，其每次迅速取漿量爲1200mL (18.8g絕幹纖維)。

4.2.3取樣時間的規定

4.2.3.1漂白和未漂白的亞硫酸鹽漿、草漿、硬木堿法漿: 5、 10、15、20、30min。

4.2.3.2漂白針葉木堿法漿: 5、15、30、45、60 min。

注:即使取出的試樣沒必要全部用以測定，但是在選定間隔階段，取出規定量的漿料試樣是必要的。可以預料改變取樣體積將改變打漿速率。

4.2.4打漿後， 用水徹底清洗打漿機，如果有必要的話，用樹脂溶劑清洗，但是要適當地考慮到橡皮隔膜。

5試驗報告

5.1完成鑒定試樣所必需的全部指標;

5.2 預解離所用的時間:

5.3打漿所用的時間;

5.4測定過程中所觀察到的任何異常現象;

5.5 操作中變更的條件。

 

附錄A

(參考件)

瓦利(Valley) 打漿機

飛刀片和底刀由不鏽鋼制成，底刀的布氏硬度爲325 HB~375 HB，飛刀的布氏硬度爲350HB~400HB,飛刀輥直徑168 mm,鑲有32把飛刀,鑲刀後輥子直徑爲190 mm~ 194 mm,每把飛刀厚4. 7mm,飛刀輥寬152 mm.

底刀座上有7個底刀鑲入鉛中，每個厚3.2mm,間距2.4mm.底刀之間的溝槽中填有烘幹的白栎木條。底刀横切面爲矩形彎成V形，V形的頂點向着紙漿流動方向，V形臂與飛刀輥的軸向成5°角，底刀寬159 mm，它被研磨到與飛刀輥相同的弧度。

底刀、底刀座和打漿機的槽底由一個軟的、有彈性的橡皮隔膜所連接，其厚度約爲1.5mm，安裝得很合適，因此當底刀座與打漿機輥接觸時，橡皮膜不受力。

底刀座通過一個杠杆壓在飛刀輥上，杠杆間臂的比率爲1. 94:1,對較長的杠杆臂施加適當的重量，使產生54N (5500gf)的負荷，這個負荷在底刀座上可產生105N的力，飛刀輥在(8.3士0.2)s^-1轉數下轉動，它可以方便地用一個皮帶傳動的約400W的電機驅動，打漿機槽上裝有螺栓供研磨過程中固定底刀臂使用。底刀座要安裝平衡好，以便在打漿機運轉時，能與其中的23L水相平衡，這樣一個極小的力就能使飛刀輥與底刀座相接觸。

爲了確保打漿的再現性，下列條件應予滿足。

a)打漿機應旋轉平穩，沒有不規則的振動:

b)全部飛刀利底刀應在整個長度上相接觸;

c）底刀座上第一把刀形成的入口和底刀之間的溝紋深度應爲(1.0士0.2) mm;

d)飛刀前緣應做成爲圓弧，其半徑約爲(0.2~0.3)mm;

e)所有的刀應幹淨，沒有損傷，積垢和鏽蝕。

 

 

附錄B

(參考件)

(瓦利Valley)打漿機的校准

制訂出下列校准程序，以使打漿機處于良好的狀態，在反複使用中保持穩定，在給定的打漿度下和有限的打漿時間範圍內，保持實驗室紙頁性質的再現性。

這個校准和穩定程序在下列情況下應用:

a)新的打漿機開始使用時:

b)當複寫紙的壓痕表明底刀和打漿機輥之間嚴重失調時;

c)在新的底刀座組件、橡皮膜、飛刀輥和輥子軸承安裝完畢後。

B1輔助材料

B1.1紙漿適合于研磨目的

B1.2金剛砂粉125 μm和45 μm

B1.3複寫紙 將其置于兩紙頁之中使總厚度達0. 15 mm

B1.4 合適的磨石(如149號金剛砂油石)

B1.5輕機油

B1.6 參照漿 存留起米供校對使用，貯存足夠長的時間，以避免紙漿再變化，參照漿的類型應與有關打漿設備中正常打漿的類型相同爲好。

B2校准研磨

B2.1校准前檢查飛刀輥和飛刀，確保其未松動。檢查飛刀輥，如果飛刀被磨損2mm以上，即飛刀輥的直徑達不到190mm,就應更換飛刀，經烤幹後的新的底刀組件和刀片在水中浸泡至少24h，以使木頭墊膨脹，當底刀磨損到3.2mm以下時，應予以更換。

B2.2校准前， 應卸下底刀座和橡皮膜並對其進行檢查。將底刀前緣的多余的固定金屬刮到

(1.0士0.2)mm深，由此產生(1.0士0.2) mm的入口，底刀間的每個溝紋深度也應調整到(1.0士0.2) mm。刮削或研磨每一個帶毛刺的底刀邊緣並清潔底刀間的面積，將底刀末端升起的肩角研磨或锉到低于接觸面的水平，用杠杆臂上的螺栓重新裝上底刀組件和橡皮膜。

B2.3沿着 底刀座的整個寬度有1.0mm 的入口和溝槽深度。用螺栓將杠杆臂夾固定在打漿機體上，杠杆臂穿過夾.上的縫，它的位置可以通過兩個支承在杠杆臂上表面和下表面的固定螺杆調整和支承着, .研磨開始之前，應調整杠杆臂夾，以防止底刀和飛刀輥接觸。

B2.4按普通方法准備標准的 360g (絕幹量)打漿機用漿，在不帶負荷的情況下，使打漿機運轉幾分鍾，然後加入120g (約80mL)的125 μm金剛砂粉使形成均勻的混合物。

在打漿機運轉時，調整杠杆臂夾上的固定螺杆，使底刀與飛刀輥接觸，繼續研磨，間隔地進行一下調整，以保持底刀的接觸，直到打漿機能平穩地沒有振動地運轉，並在飛刀輥的飛刀上均勻地磨出一光亮的表面爲止，如果底刀和飛刀輥是全新的，經過適當的校准，這個條件應在30min內得到。如果它們已使用過，幾分鍾即可滿足要求。

B2.5將打漿機內的漿和研磨 後材料排空，將這種混合材料保留起來供再次研磨使用，徹底清洗打漿機，用吸水紙幹燥底刀座的各部按照下面的方法，用複寫紙檢查底刀座的情況。

a) 將一複寫紙置于兩紙頁之間，使其總厚度爲0. 15mm, 將這種紙切成160mmX250mm, 把制備好的複寫紙放于底刀座和飛刀輥之間，向杠杆臂施加壓力，抓緊複寫紙，防止其滑掉，用手轉動飛刀輥，在飛刀輥的一些其它部位重複這一過程，直到得到底刀座各處的壓痕。

b)使用兩面包有紙頁 總厚度爲0. 15 mm的鋁籍紙頁也可以得到類似的壓痕。

B2.6用紙漿 研磨材料混合物繼續研磨，直到複寫紙的壓痕表明底刀和飛刀輥完全接觸。

一旦底刀和飛刀輥完全接觸，放出打漿機內的混合物，並將這種漿-研磨材料混合物保留起來，將底刀座和橡皮膜作爲一個整體卸下，反複地去除底刀前緣任何多余的固定金屬，將其去除到(1. 0士0.2) mm深。

B2.7刮削 或研磨底刀去除毛刺的邊緣，清潔底刀間的面積，研磨或锉削底刀末端凸起的扇角，把底刀座放回原處。

把紙漿-研磨材料混合物倒入打漿機，在杠杆臂上施加54N標准負荷，研磨約5min,以校准由于移動底刀組件而造成的失調。

排空打漿機的紙漿-研磨材料混合物，把底刀座弄幹。用複寫紙壓痕檢查底刀座的接觸情況，如果接觸良好，取下飛刀輥上的防溅罩，用手轉動飛刀輥，檢查每把飛刀是否與精確的直邊相平直，使用磨石和輕機油仔細地研磨每把飛刀後緣的金屬毛刺。

將每把飛刀的前緣仔細地磨圓到半徑大約爲(0.2~0.3) mm,在這一階段，不用試圖改變飛刀上的溝紋表面。

B2.8用參照漿進行打漿， 檢查打漿機的運轉情況。打闊葉木參照漿時，當把漿打到約50°SR或“加拿大標准”遊離度200mL所需要的正常時間時，肖伯爾值應高于那種漿的正常值約10%，而“加拿大標准”遊離度應低于那種漿的正常值約10%，如檢查時使用的是針葉木參照漿，脫水能力值應保持在有關漿的正常水平。

如果檢查不符合要求，應采取以下步驟:

如果打漿機改變濾水性能太慢，在杠杆臂上施加標准的負荷，用420g (約300mL)的45μm碳化矽金剛砂粉在打得很好的漿中調整打漿機，連續精磨(15~30)s，精磨後進行穩定步驟，然後用參照漿檢查。

如果打漿機改變濾水性能太快，繼續進行上述的研磨，但是加在杠杆臂上的負荷要小[ (5~ 10)N], .連續研磨(10~30) min,具體時間根據所需要的效果而定。在用參照漿檢查之前，應使打漿機進行穩定運轉。

B3穩定階段

這個階段是爲穩定飛刀和底刀組合件狀況的。

從打漿機上移去杠杆臂夾，按正常的方法准備標准的360g打漿機用漿。

注:使用代表着經常測定漿料的試樣並在底刀和飛刀間的間障適合此類型漿料時,對打漿機的穩定運轉是有幫助的。

向打漿機漿料中加入50g (約35 mL) 45 μm金剛砂粉，在杠杆臂上沒有任何負荷的情況下，使其循環，直到紙漿和金剛砂粉混合均勻爲止。

在打漿機臂上施加54N (5500gf)的標准負荷，使紙漿研磨材料混合物循環(2~3)min,放出混合物，清洗所有殘余的漿和研磨材料，松開橡皮膜的螺栓，清洗橡皮膜區域的研磨材料的殘迹。

用至少三份標准的參照漿打漿，打漿到“加拿大標准”遊離度約200mL 或50°SR,除非需要檢驗遊離度外，讓打漿機自由運轉。

反複地進行粘狀打漿也可能影響打漿機的穩定性。

用參照漿打漿讓打漿機徹底地運轉,檢查打漿機的校准情況。如果濾水度在參照漿正常達到的土5%範圍內打漿機即可使用。

B4修整研磨

當發生“下述情況時應進行修整研磨:

a)在打漿的較後階段，底刀組件過度顫抖震動;

b)打漿機的測定結果超出了正常的控制限度。

檢查底刀和飛刀輥，看其是否有過多的磨損、失調或松動。如果底刀磨損超過原來標准的3.2mm以上，飛刀磨損超過原來標准的1.6mm 以上，應將它們更換。檢查固定金屬和底刀前緣間的間距，將其間距調整到1.0 mm.

如果打漿機改變脫水性太慢，在杠杆臂上施加標准的負荷，用420g (約300mL) 45 μm金剛砂粉在打得很好的硬木漿中對其進行精磨，連續精磨(15~30)s，精磨後應使打漿機進行穩定運轉，然後通過打參照漿進行檢查。

如果打漿機改變脫水性太快，繼續上述的校准研磨，但是杠杆臂上施加的負荷要小[(5~10)N],這個處理應連續(10~30) min，具體時間取決于所需的效果，讓打漿機穩定運轉，然後用參照漿檢查。