Esplora il programma di controllo dell'umidità prima dei test cartacei
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Poiché i requisiti del settore per la qualità e la stabilità della carta stanno diventando sempre più elevati, spesso aggiungono semplici strumenti di prova cartacei per i propri test, per riferimento interno o confrontati con i dati forniti dai fornitori. Standard di merci. Tuttavia, l'accuratezza dei dati dei test spesso porta a molte controversie o incomprensioni inutili. In effetti, le deviazioni nei dati sono inevitabili, tranne che per le normali fluttuazioni dei dati dal campione di prova stesso, il campionamento del campione (campionamento), l'elaborazione del campione prima del test, il tipo di strumento utilizzato, le tecniche e i metodi di prova. Dati che influenzano il test. La domanda è solo se le deviazioni nei dati sono sotto il nostro controllo. Pertanto, gli standard internazionali per i test cartacei quali TAPPI (Associazione tecnica dell'industria della carta e della pasta di legno) e ISO (International Standards Organization) testeranno chiaramente le procedure, come campionare, elaborare, testare i metodi, i requisiti degli strumenti e persino i moduli di report. Metti in chiaro che le persone che vengono testate secondo lo standard possono ottenere dati di test comparabili. Per le procedure di elaborazione prima del test del campione cartaceo, la residenza viene ignorata. Pertanto, vorrei cogliere l'occasione per discutere l'importanza di questo con tutti qui.
Poiché la carta è un materiale igroscopico, significa che assorbe l'umidità e rilascia umidità mentre l'umidità relativa (Relativamente umidità - RH) cambia. Ad esempio, quando spostiamo la carta da un luogo con un'umidità relativa relativamente bassa a un luogo con un'umidità relativamente elevata, il nuovo ambiente ha una pressione dell'acqua più alta (pressione del vapore), l'umidità che entra nella carta dall'aria verrà rilasciata Inoltre, il contenuto di acqua della carta aumenterà fino a quando l'umidità relativa della carta non raggiungerà lo stesso livello dell'ambiente. In questo momento, diremo che la carta e l'ambiente hanno raggiunto l'equilibrio (Equilibrio). Al contrario, quando spostiamo la carta da un luogo con un'umidità relativa relativamente elevata a un luogo con un'umidità relativa relativamente bassa, l'acqua rilasciata nell'aria assorbirà più acqua a causa della minore pressione dell'acqua nel nuovo ambiente. Il contenuto di acqua della carta diminuirà fino a quando l'umidità relativa della carta non sarà uguale a quella dell'ambiente. Dall'esempio sopra, possiamo capire che l'umidità relativa dell'ambiente è strettamente correlata al contenuto di umidità della carta (MoistureContent). Il contenuto di umidità della carta influisce anche sulle varie caratteristiche della carta, tra cui:
(1) Proprietà meccaniche della carta, come resistenza a trazione, rigidità, ecc.
(2) Proprietà strutturali della carta, come Grammatura, Levigatezza, ecc.
(3) Altre caratteristiche della carta, come le caratteristiche di carica della carta, la stabilità della dimensione e la capacità di assorbimento.
Diverse caratteristiche cambiano difficoltà Resistenza a trazione a rottura Resistenza a trazione a trazione (Tear) resistenza a piegatura (Piegatura) rigidità (rigidità) umidità relativa% carta umidità relativa e caratteristiche carta
Supponiamo ora di testare il contenuto di acqua della stessa pila di carta in 50% di umidità relativa, 23 ° C e 10% di umidità relativa, 23 ° C, rispettivamente. Il contenuto di acqua del primo è circa il 6% del peso della carta, mentre il secondo è di circa il 2%. Se la nostra pila di carta è di 2000 libbre in un ambiente al 50% di umidità relativa, 23 ° C, scopriremo che il peso della carta varierà di 80 libbre in base alla suddetta percentuale di perdita d'acqua. Da questo esempio, non è difficile per il lettore scoprire che la stabilità del contenuto di acqua del campione di carta è molto importante per ogni test, al fine di ottenere dati cartacei accurati. In altre parole, dobbiamo stabilizzare il contenuto di acqua mediante pre-condizionamento e condizionamento prima del test per testare la carta.
Al fine di consentire a tutti di avere una base unificata per il controllo ambientale durante i test, gli standard di test internazionali ci forniscono anche i requisiti dell'ambiente di test (Tabella 1). Poiché la temperatura cambia, l'umidità relativa cambia. Ad esempio, se la temperatura dell'ambiente di prova cambia improvvisamente di 1 ° C, l'umidità relativa dell'ambiente di prova cambierà di circa il 3%. Pertanto, dobbiamo controllare l'umidità relativa dell'ambiente, dobbiamo anche controllare la temperatura dell'ambiente. Quindi, dai requisiti dello standard di test, vedremo che il controllo della temperatura è molto severo. Inoltre, per alcuni tipi di carta, come la carta sintetica o la carta incollata, è importante l'effetto della temperatura sull'effetto dell'umidità.
Come ho detto prima, è molto importante che l'umidità della carta sia stabile durante il test. Il programma di controllo dell'umidità è progettato per bilanciare la carta con l'ambiente prima del test. Tuttavia, la composizione e il peso di carte diverse sono differenti. Naturalmente, il tempo richiesto per il controllo dell'umidità sarà diverso. Quindi, come possiamo determinare il tempo di condizionamento richiesto per diversi tipi di carta per confermare che la carta ha raggiunto l'equilibrio? A questo proposito, l'approccio più semplice è quello di fare riferimento ad alcune raccomandazioni fornite dagli standard di test internazionali (Figura 2). Per quanto riguarda il tempo di controllo dell'umidità nello standard è come ordinarlo? Se testiamo ripetutamente la stessa carta, abbiamo un modo per impostare un tempo di controllo dell'umidità più accurato per abbreviare il tempo di test? Qual è la procedura di "pre-bagnatura" che poche persone conoscono? Che effetto ha sui dati testati? Per queste domande, continueremo a discutere con voi nel prossimo numero.
Abbiamo già discusso lo scopo principale del condizionamento, che è quello di fare in modo che il contenuto di acqua di ciascun campione di carta raggiunga uno stato stabile prima del test, in modo che i dati del test abbiano una ripetibilità più elevata. A causa del diverso tempo di controllo dell'umidità di diversi tipi di carta, citiamo anche alcuni suggerimenti sul tempo richiesto per la carta per regolare l'umidità nello standard del test come riferimento.
I lettori attenti potrebbero scoprire che non esiste una definizione dettagliata di tutti i tipi di carta sul mercato nelle raccomandazioni relative al tempo di controllo dell'umidità. Pertanto, quando eseguiamo effettivamente il programma di controllo dell'umidità, potremmo avere domande sulla classificazione della carta e sul tempo di controllo dell'umidità richiesto. Inoltre, si raccomanda che il tempo di regolazione dell'umidità di diverse carte tenda ad aumentare di un multiplo. Se vogliamo testare regolarmente diversi tipi di carta come certificazione di qualità pre-produzione, non richiede molto tempo. Se siamo in grado di impostare un tempo preciso di controllo dell'umidità per la carta che utilizziamo, il tempo richiesto per l'intero processo di test può essere notevolmente ridotto.
In effetti, ci sono alcune linee guida per diversi standard di test per definire il tempo effettivo di controllo dell'umidità per diversi campioni di carta. In un modo più semplice, possiamo misurare il peso del campione almeno ogni ora durante il processo di controllo dell'umidità (l'intervallo di tempo esatto può essere regolato in base alle caratteristiche, al peso e alle dimensioni del campione di carta) e alla variazione del peso equivalente è meno di prima. Quando si misura lo 0,25% del peso alla volta, significa che il campione di carta nel controllo dell'umidità ha sostanzialmente raggiunto uno stato di equilibrio stabile e possono essere eseguiti vari altri test. L'altro metodo è concettualmente lo stesso di cui sopra, sotto forma di un record grafico per trovare un tempo di controllo dell'umidità più accurato (Figura 1). Nel grafico, l'asse X è il logaritmo del tempo di controllo dell'umidità (Logaritmo) e l'asse Y è il peso del campione di carta. Quando registriamo il tempo richiesto e il peso del campione durante il processo di controllo dell'umidità e tracciamo i dati in una curva, quando la curva è mediata con l'asse X (il peso del campione non è cambiato), il tempo richiesto è il tempo di controllo dell'umidità del campione.
Registro ABC peso campione (tempo di umidificazione)
Registrare il peso del campione prima del condizionamento
Se il campione di carta è inferiore al 50% di umidità relativa prima del condizionamento, il processo di regolazione dell'umidità aumenterà il peso del campione fino a raggiungere l'equilibrio con l'ambiente RH. A questo punto, il peso del campione non cambierà e cambierà con il tempo di regolazione dell'umidità. (punto B) Determinare il tempo di controllo dell'umidità del campione in base alla curva di umidità e alla media dell'asse X (punto C)
Quando i dati che testiamo è per le proprietà fisiche della carta (come resistenza alla trazione, rigidità, ecc.); o quando sono richiesti dati più accurati, se confrontati con i dati testati altrove, scopriremo che ci basiamo solo sul controllo dell'umidità. La procedura non è abbastanza. Infatti, l'umidità relativa dell'ambiente di conservazione prima che la carta sia condizionata influenzerà direttamente il contenuto di acqua del campione dopo il condizionamento e l'accuratezza dei risultati del test. Ad esempio: se disponiamo di due campioni identici, ciascuno con un'umidità relativa superiore al 50% e inferiore al 50%, quando l'umidità viene regolata, il contenuto di acqua di carta può variare fino all'1,6% al 6%. La deviazione dai dati del test di proprietà fisiche è pari al 5-25%. Questo fenomeno di errore causato dalla storia dell'umidità relativa immagazzinata su carta si chiama "Isteresi" (Figura 2). Dal momento che non possiamo escludere completamente questo fenomeno, non possiamo prevedere con precisione la gamma di fluttuazioni del contenuto d'acqua da esso causate e l'errore dei risultati del test, quindi dobbiamo prendere alcune misure per minimizzare il suo impatto.
Contenuto di acqua di carta% 15QP 0050100B C Riduci RH Aumenta RH Umidità relativa (RH)% (Fig. 2) Carta "Isteresi" fenomeno Quando la carta viene conservata in un luogo al di sotto del 50% di umidità relativa, spostare su 50% di umidità relativa per regolare l'umidità. Il contenuto di acqua della carta cambierà in base alla curva C e il contenuto finale di acqua è P. Quando la carta viene spostata da un punto superiore al 50% da UR a 50% di umidità relativa, l'umidità viene regolata. Il contenuto di acqua della carta cambierà in base alla curva B e il contenuto finale di acqua è Q. La storia del contenuto di acqua prima che la carta sia condizionata (umidità relativa immagazzinata) causerà una certa incertezza nel contenuto di acqua dell'umidità -cambiamento della carta - Incertezza (la distanza tra Q e P nella figura), causando errori nei dati di test
L'esperimento ha rilevato che se la carta viene conservata in un luogo con un'umidità relativa inferiore al 50% per un periodo di tempo prima che la carta sia condizionata, è utile controllare la fluttuazione del contenuto di acqua campione entro lo 0,15%, quindi chiama questo processo Per il precondizionamento. Per quanto riguarda i requisiti di temperatura e umidità per il pre-condizionamento, è possibile fare riferimento al problema precedente e il tempo richiesto è generalmente di 24 ore. Se vogliamo un tempo di pre-condizionamento più accurato, possiamo anche fare riferimento ad alcuni suggerimenti per il pre-condizionamento nello standard del test.
Nel processo di test cartaceo effettivo, potrebbe risultare difficile controllare l'ambiente in tre fasi. Ma in realtà, oltre al processo di controllo dell'umidità può incontrare un piccolo problema, in sostanza l'apparecchiatura domestica generale può far fronte a quanto segue, le seguenti sono alcune raccomandazioni di controllo ambientale, si potrebbe desiderare di utilizzare come riferimento:
1. Pre-umidificazione - Poiché i requisiti relativi alla temperatura ambiente e all'umidità relativa sono relativamente allentati, è necessario utilizzare solo dispositivi di condizionamento dell'aria per controllare attentamente l'ambiente di conservazione della carta.
2. Controllo dell'umidità - A causa dei severi requisiti e dei lunghi tempi di conservazione, si consiglia di utilizzare un dispositivo di memorizzazione costante della temperatura e dell'umidità costante.
3. Ambiente di test - A causa del breve tempo di test, abbiamo solo bisogno di utilizzare correttamente il dispositivo di condizionamento dell'aria e l'attrezzatura di deumidificazione per controllare la temperatura e l'umidità dell'ambiente durante il tempo di test.