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    葛尔莱透气度仪在瓦楞原纸测试中的适用性

    这篇文章探讨了葛尔莱透气度仪在瓦楞原纸测试中的适用性。葛尔莱法通过测量空气透过试样的时间评透气性,适用于透气度0.1~100μm/(Pa·s)的纸和纸板,但不适合表面粗糙的材料如瓦楞原纸,因夹具密封不牢导致漏气。替代方法有本特生法和肖伯尔法。测试需在标准条件下调节48小时,常见问题包括叠层不能改善密封,自动与手动仪器等效,并给出了判断瓦楞原纸是否适用的方法。

    方法原理

    葛尔莱透气度仪通过测量一定体积空气在规定压差下透过试样所需的时间来评定材料的透气性能。测试时,试样被夹持在测试头中,一个浮动在密封油液面上的垂直圆筒依靠自身重力压缩筒内空气,迫使空气透过试样。随着空气通过试样,圆筒平稳下降,测定100mL空气透过试样所需的时间,以秒为单位表示透气阻力。该方法对应的国际标准为ISO 5636-5,国内标准为GB/T 458《纸和纸板透气度的测定》。

    适用性边界

    葛尔莱法适用于透气度在0.1~100μm/(Pa·s)范围内的纸和纸板。这一范围覆盖了多数包装用纸和文化用纸的透气度区间。方法明确不适用于表面粗糙的材料,例如皱纹纸与瓦楞原纸,原因在于这些纸种不能被测试夹具牢固地夹紧,测试过程中空气会从试样与夹具之间的界面泄漏,导致测量值失真。瓦楞原纸由于表面存在显著的纤维起毛和凹凸不平,在葛尔莱测试夹持条件下难以形成有效密封,漏气路径的引入使得测量结果反映的是密封界面的泄漏量而非材料本征的透气性。

    替代方法选择

    对于瓦楞原纸这类表面粗糙的纸种,工程实践中推荐采用本特生法(Bendtsen法)或肖伯尔法(Schopper法)进行透气度评价。本特生法采用恒压差条件下的连续气流测量模式,测试压差1.47kPa,测量环与试样之间的接触压力98kPa,能够在一定程度上克服粗糙表面对密封效果的不利影响。肖伯尔法通过溢水方式形成压差,测量水流量换算透气度,对表面粗糙度的敏感性相对较低。多种方法并存于同一台仪器的配置设计,为不同表面特性的纸种提供了灵活的方法切换功能,也间接表明单一方法无法通用于所有纸种。

    操作规范

    按照GB/T 5402和ISO 5636-5的规定,试样需在标准大气条件(温度23±1℃、相对湿度50±2%)下调节处理48h后测试。调节时间不足会导致含水率不均,影响纸张纤维间孔隙尺寸分布,进而改变透气度测定值。试样尺寸通常为50mm×50mm,测试面积为6.45cm²(1.0in²)。测试压力设定为1.21kPa或1.22kPa,该压力值源于葛尔莱法中油封圆筒自重产生的标准压差。若试样正反两面的透气度结果存在较大差异,应在每一面各测量10个试样,并分别报告两个结果。

    常见问题

    瓦楞原纸能否通过增加试样层数来改善密封效果?增加层数不能解决表面粗糙导致的边缘泄漏问题,反而可能引入层间空气通道,同样影响测量准确性。标准方法不推荐通过叠层方式测试粗糙纸种。

    全自动葛尔莱仪与手动仪器的结果是否一致?两者在测试原理上等效,但在结果读数方式上存在差异。自动化仪器与手动仪器之间的关键转化点在于1mm液位允差对应的气压变化10Pa,以此作为测试停止压力的设定依据。

    如何判断瓦楞原纸是否可采用葛尔莱法测试?一个实用的判断方法是:将试样装入夹具后,在不施加测试气压的条件下检查试样是否能够被牢固夹持且无明显压缩变形。若试样在夹持后表面仍明显不平整,或夹具边缘可见纤维外露,表明该材料不适用于葛尔莱法。