纸浆实验室打浆

瓦利(Valley)打浆机法

Pulps—Laboratorybeating—Valleybeatermethod

(ISO-1:,MOD)

编辑：弗艾博浆纸实验室

前言

本标准修改采用ISO-1:《纸浆实验室打浆第1部分，瓦利(Valley)打浆机法》英文版

本标准与ISO-1:相比，主要差异如下：

—一用GB/T《纸、纸板和纸浆︰分析试样水分的测定》代替ISo:,MOD和Iso:

,MOD;

一一用QB/T1《纸浆实验室的湿解离》代替eqvISo::

—―将ISo-1:中第1章和第2章合并为本标准的第1章。

本标准的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。

本标准由中国轻工业联合会提出。

本标准由全国造纸工业标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：中国制浆造纸研究院、国家纸张质量监督检验中心、中国造纸协会标准化专业委员会。

本标准主要起草人：史记。

1范围

本标准规定了使用瓦利打浆机进行实验室打浆的方法。该方法仅限于配浆、打浆、采样、样品分配及打浆设备。

本标准适用于各种纸浆。

注：打浆是检验纸浆物理性能的预备阶段。

在实际操作中，对于某些纤维非常长的浆，如棉短绒，用本方法测定时可能得不到令人满意的结果。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T纸、纸板和纸浆分析试样水分的测定(GB/T—;ISO:,MOD;ISO:,MOD)

GB/T纸浆浆料浓度的测定(GB/T—,ISO:,IDT)

QB/T1纸浆实验室的湿解离(QB/T1—,eqvISO:)

3原理

一定量规定浓度的纸浆在瓦利打浆机的飞刀和底刀之间打浆，打浆过程中每隔一段时间进行取样。

4仪器和设备

打浆机

常用实验设备及以下各项。

4.1瓦利打浆机，见附录A。

4.2计时器。

4.3天平，称量试样的误差应小于1g。

4.4蒸馏水或去离子水，或相当纯度的水。

注：为了避免有关各方使用不同质量的水而可能引起的异议，特建议使用蒸馏水或相当纯度的水。

5试样的制备

5.1对于湿浆或风干浆，称取一定量的试样按照GB/T测定其绝干物含量；对于液体浆，按照GB/T测定其绝干物含量。

5.2取出相当于g±5g绝干试样(不应裁切试样，并避免取用切边处的试样)。对于纸机干燥的浆板或急骤干燥的浆块，应在室温下用5L水(4.4)将其彻底浸泡4h以上。将浸泡过的试样撕成约25mm×25mm的小片。为了保证使最初的解离作用产生最小的打浆效果，应通过浸泡使试样彻底松软。湿浆可不浸泡就进行解离。

6试验步骤

6.1解离作用

6.1.1在瓦利打浆机(4.1)中可进行预解离。

6.1.2降低底刀，并将其固定在降低后的位置处，以使飞刀和底刀间的间隙至少为10mm。用塞子堵住打浆机槽的出口，并在槽内注人20℃±5℃的水(4.4)18L。然后启动发动机，慢慢地加入试样和浸泡试样的水，整个加入过程应在3min～5min内完成。试样和水的总体积应为23.0L±0.2L,以使试样浓度大约为1.57%(质量分数)。

6.1.3底刀仍固定在降低了的位置上，并在此条件下解离试样，在解离过程中，将底刀杠杆臂迅速地上下移动1次～2次，使挂在飞刀背后和邻近挡板上的试样脱落下来。

如果试样的绝干物含量大于等于20%(质量分数),应在全部试样加人打浆机槽内后的30min内完成解离。如果试样的绝干物含量小于20%(质量分数),应在5min内完成解离。

注1:由于气候的原因，在有生地方可以采用25℃±5℃的温度，但应在试验报告中说明。

注2:保证试样完全解产，难解离的试样如未漂硫酸盐浆其解离时间可以超过30nin。

注3:按照上述方法解离的试样不应被看作是按照QB/T1解离但未打浆的试桶

警告：当打浆机运转时，手不得伸入其中。

6.2打浆

6.2.1打浆条件：

6.2.1.2飞刀辊的转动频率：8.3s-1±0.2s-1

6.2.2检查底刀杠杆上的负荷是否符合规定，放下杠杆，启动计时器(4.2)。在不中断打浆操作、不去除底刀负荷的情况下，在所需打浆全过程中分五次取出试样，试样总量为ml(18.8g绝干纤维)。

6.2.3下面是一个取样时间的举例：

2.3.1漂白和夫漂白的亚硫酸盐浆、草浆、硬木碱法浆：5mn、10mln、15min、20md、30min。.

2.3.2漂白的针叶木碱法浆：5hin、15min,30min、45n、60mit。

注1:即使取出的试样这必要全部用于测定，但应在规定的时间间间隔取出规定量的试样。可以预料的是，改变取样体积将改变打求率

注2:打浆后，用水彻底清洗打浆机。如有必要，应用树脂溶剂清洗，但应适当地考虑到橡皮隔膜。

注3:若试样要打到正常的加拿大标准”游离度值mL以下，或肖伯尔值SR以上,则应经常检查打浆机的校准情况。

注4:如需测定滤水性能，则应尽快进行

7试验报告

试验报告应包括以下项目：

a)对本国家标准编号的引用；

b)完整鉴定试样的所有必要信息；

c)预解离所用的时间；

d)打浆所用的时间；

e)如果已测定滤水性能，列出所测定的结果。参看6.2的注4;

f)测定过程中观察到的任何异常现象；

g)任何偏离本标准的内容，或者任何可能影响结果的因素。

附录A

(规范性附录)

瓦利打浆机

A,1瓦利打浆机如图A.1所示。

A——2mm胶皮膜；C-—底刀详图；

B——2个清洗接头；D—平衡器辊子尺寸：mm×mm;皮带轮尺寸：mm×64mm。

图A.1

A.2飞刀片和底刀由不锈钢制成，底刀的布氏硬度为HB～HB,飞刀的布氏硬度为HB~HB。飞刀辊直径mm,镶有32把飞刀，镶刀后辊子直径为mm～mm,每把飞刀厚4.7mm,飞刀辊宽52mm。

A.3.底刀座上嵌有七个底刀片，每个厚3.2mm,间距2.4mm。底刀之间的沟槽中填有烘干的白栎木条。底刀横切面为矩形，弯成V形，V形的顶点向着试样流动方向，V形臂与飞刀辊的轴向成5°角。底刀宽mm,它被研磨到与飞刀辊相同的弧度。

A.4底刀座和打浆机的槽底由一个软的、有弹性的橡皮隔膜所连接，其厚度约为1.5mm。橡皮隔膜安装在合适的位置上后，当底刀座与打浆辊接触时，橡皮隔膜不受力。

A.5底刀座通过一个杠杆被压在飞刀辊上，杠杆臂间的比率为1.94:1,对较长的杠杆臂施加适当的质量，使产生54N的负荷，这个负荷在底刀座上可产生N的力。飞刀辊的转动频率为8.3s-1±0.2s?1,它可以方便地由一个W的电机驱动的皮带带动运转。打浆机槽上装有螺栓供研磨过程中固定底刀臂使用。

A.6底刀座应找好水平，以便在打浆机运转时，底刀座能与打浆机中的23.0L水相平衡。因为一个极小的力就能使飞刀辊与底刀座相接触。

A.7为确保打浆的再现性，应满足下列条件：

a)飞刀应旋转平稳，没有不规则的振动；

b)全部飞刀和底刀应在整个长度上相接触；

c)底刀座上第一把刀形成的入口和底刀之间的沟纹刻度应为1.0mm±0.2mm;

d)飞刀前缘应做成圆角，其半径应为0.2mm～0.3mm;

e)所有的刀应干净，没有损伤、积垢和锈蚀。

B

(资料性附录)

瓦利打浆机的校准

制定下列校准程序，以使打浆机处于良好的状态，在反复使用中保持稳定，在给定的打浆度下和有限的打浆时间范围内，保持实验室纸页性能的再现性。

该校准和稳定方法应在下列情况下应用：

——新的打浆机开始使用时；

——当复写纸的压痕表明底刀和打浆机刀辊之间严重失调时；

——在新的底刀座组件，橡皮隔膜、飞刀辊和辊子轴承安装完毕后。

B.1辅助材料

B.1.1纸浆，适于研磨。

B.1.2金刚砂粉，μm和45μm。

B.1.3复写纸，将其置于两纸页之中，使总厚度达0.15mm。

B.1.4合适的磨料(如号金刚砂)。

B.1.5轻机油。

B.1.6参照浆，存档供校对使用，贮存足够长的时间，以避免纸浆再变化。参照浆的型号最好与有关打浆设备中正常打浆的浆的型号相同。

B.2校准研磨

B.2.1校准前，检查飞刀辊和飞刀，确保其未松动。检查飞刀辊，如果不圆，应在磨石上或机床上磨圆。由于打浆机几何结构的改变，如果飞刀被磨损2mm以上，即飞刀辊的直径达不到mm,就应更换飞刀。

B.2.2经烤干后的新的底刀组件和刀片应在水中浸泡至少24h,以免发生润胀。当底刀磨损到3.2mm以下时，应予以更换。

B.2.3校准前，应卸下底刀和橡皮隔膜，并对其进行检查。将底刀前刃多出的固定金属刮到1.0mm士0.2mm深，由此产生1.0mm士0.2mm的入口。底刀间的每个沟纹深度也应调整到1.0mm±

0.2mm。刮削或研磨每一个带毛刺的底刀边缘并清洁底刀间的区域，将底刀末端升起的肩角研磨或锉到低于接触面的水平。用杠杆臂上的螺栓重新装上底刀组件和橡皮膜。

注：沿着底刀座的整个宽度都应有1.0mm人口和沟槽深度。

B.2.4用螺栓将杠杆臂夹固定在打浆机体上，杠杆臂穿过夹上的缝，它的位置可以通过两个支承在杠杆弧上表面和下表面的固定螺杆调整和支承着。研磨开始之前，应调整杠杆臂夹，以防止底刀和飞刀辊接触。

B.2.5按普通方法准备标准的g(按绝干计)打浆机用浆(B.1.1)。在不带负荷的情况下，使打浆

机运转几分钟，然后加入g(约80mL)的μm金刚砂粉(B.1.2),使之形成均匀的混合物。

B.2.6在打浆机运转时，调整杠杆夹上的固定螺杆，使底刀与刀辊接触。继续研磨，隔一段时间进行一下调整，以保持底刀的接触，直至打浆机能平稳没有振动地运转，并在飞刀辊的飞刀上均匀地磨出一光亮的表面为止。如果底刀和飞刀辊是全新的，经过适当的校准，这个条件应在约30min内得到。如果它们已使用过，几分钟即可满足要求。

B.2.7将打浆机内的纸浆和研磨材料排空，将这种混合材料保留起来供再次研磨使用。彻底清洗打浆机，用吸水纸吸干底刀座的各部分。

B.2.8按照下面的方法，用复写纸检查底刀座的情况：

将一张复写纸(B.1.3)置于两纸页之间，使其总厚度为0.15mm。将这种纸切成mm×mm,再将制备好的复写纸放于底刀座和飞辊之间。向杠杆臂施加压力，压紧复写纸，防止其滑掉。用手转动飞刀辊，在飞刀辊的一些其他部位重复这一过程，直至得到底刀座各处的压痕。

注：使用两面包有纸页总厚度为0.15mm的铝箔纸页，也可以得到类似的压痕。

B.2.9用纸浆研磨材料的混合物继续研磨，直至复写纸的压痕表明底刀和飞刀辊完全接触。

B.2.10一旦底刀和飞刀辊完全接触，放出打浆机内的混合物，并将这种研磨材料的混合物保留起来。

将底刀座和橡皮隔膜作为一个整体卸下，反复去除底刀前刃多出的固定金属至1.0mm±0.2mm深。

B.2.11刮削或研磨底刀，去除毛刺的边缘，清洁底刀间的区域。研磨或锉削底刀末端凸起的肩角，把底刀座放回原处。

B.2.12将纸浆研磨材料的混合物倒入打浆机，在杠杆臂上施加标准的54N负荷，研磨约5min,以校

准由于移动底刀组件而造成的失调。

B.2.13排空打浆机内的纸浆研磨材料的混合物，将底刀座弄干。用复写纸压痕检查底刀座的接触情况，如果接触良好，取下飞刀辊上的防溅罩。用手转动飞刀辊，检查每把飞刀是否与精确的直边相平直，使用磨料(B.1.4)和轻机油(B.1.5)仔细地研磨每把飞刀后缘的金属毛刺。

B.2.14将每把飞刀的前缘仔细地磨圆成半径大约为0.2mm～0.3mm。在这一阶段，不用试图改变

飞刀上的沟纹表面。

B.2.15用参照浆进行打浆，检查打浆机的运转情况。打阔叶木参照浆时，当把浆打到约50°SR或“加拿大标准”游离度mL所需要的正常时间时，肖伯尔值应高于那种浆的正常值约10%,而“加拿大标准”游离度应低于那种浆的正常值约10%。如果检查时，使用的是针叶木参照浆，脱水能力值应保持在有关浆的正常水平。

B.2.16如果检查不符合要求，应采取下列步骤：

B.2.16.1如果打浆机改变滤水性能太慢，在杠杆臂下施加标准的负荷，用g(约mL)的45μm

金刚砂粉(B.1.2)在打得很好的浆中来调整打浆机。连续精磨15s～30s,精磨后应进行稳定运转(第B.3章),然后用参照浆(B.1.6)检查。

B.2.16.2如果打浆机改变滤水性能太快，继续进行上述的研磨，但是加在杠杆臂上的负荷应小(5N～10N),连续研磨10min～30min,具体时间根据所需的效果而定。在用参照浆(B.1.6)检查之

前，应使打浆机稳定运转。

B.3稳定阶段

这个阶段的目的是为了稳定飞刀和底刀组合件的状况。

B.3.1从打浆机上移去杠杆臂夹，按正常的方法准备标准的g打浆机用浆。

注：用能代表经常测定浆料的试样，并使底刀和飞刀间的间隙适合此类型浆料，对打浆机的稳定运转是有帮助的。B.3.2向打浆机的浆料中加入50g(约35mL)45μm金刚砂粉，在杠杆臂上没有任何负荷的情况下，使其循环，直至纸浆和金刚砂粉混合均匀为止。

B.3.3在打浆机臂上施加标准的54N,使纸浆研磨材料的混合物循环2min～3min,放出混合物，清洗所有残余的纸浆和研磨材料。松开橡皮隔膜螺栓，清洗橡皮隔膜区域残余的纸浆研磨材料。

B.3.4用至少三份标准参照浆(B.1.6)打浆，打浆到“加拿大标准”游离度约mL,或50°SR,除非需要检查游离度外，让打浆机自由运转。

B.3.5反复地进行粘状打浆也可能影响打浆机的稳定性。用参照浆打浆让打浆机充分地运转，检查打浆机的校准情况。如果滤水度在参照浆正常达到的士5%范围内，打浆机即可使用。

B.4修整研磨

B.4.1当发生下述情况时应进行修整研磨：

B.4.1.1在打浆的较后阶段，底刀组件过度颤抖震动。

B.4.1.2打浆机的测定结果超出了正常的控制限度。

B.4.2检查底刀和飞刀辊，看其是否有过多的磨损、失调或松动。如果底刀磨损超过原来标准的3.2mm以上，飞刀磨损超过原来标准的1.6mm以上，应将它们更换。检查固定金属和底刀前缘间的间距，将其间距调整到1.0mm。

B.4.3如果打浆机改变滤水性能太慢，在杠杆臂上施加标准的负荷，用g(约mL)45μm金刚砂粉在打得很好的阔叶木浆中对其进行精磨，连续精磨15s～30s。精磨后应使打浆机进行稳定运转，然后通过打参照浆(B.1.6)进行检查。

B.4.4如果打浆机改变滤水性能太快，继续上述的校准研磨，但加在杠杆臂上施加的负荷应为5N~10N,这个处理应连续10min～30min,具体时间取决于所需的效果。使打浆机稳定运转，然后用参照

浆(B.1.6)检查。