探讨纸张测试前的调湿程序

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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 anization)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。

　　纸张水含量%15Q P 0050100B C 降低R.H.增加R.H.相对湿度(R.H.)%(图二)纸张的「Hysteresis 」现象．
　　当纸张由低于50%R.H.的存放地方，移到50%R.H.的地方进行调湿。纸张水含量会根据曲线C 而改变，而最后的水含量为P ．
　　当纸张由高于50%R.H.的存放地方，移到50%R.H.的地方进行调湿。纸张水含量会根据曲线B 而改变，而最后的水含量为Q ．
　　纸张调湿前水含量的历史(存放相对湿度)，会令到调湿度纸张水含量存在着一个测不准性-Uncertainty(图中Q 和Ｐ之间的距离)，造成测试数据上的误差．

　　实验发现如果在纸张调湿前，先把纸张存放在一个相对湿度低于50%的地方一段时间，是有助于把样本水含量的波动控制在0.15%之内，所以我们称这一个处 理程序为预先调湿(Preconditioning)。至于预先调湿的温度及湿度要求，大家可以参阅上期，而所需时间，一般为24小时。如我们要较准确的 预先调湿时间，也可参考测试标准中对预先调湿的一些建议(表)。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　纸张种类标准　　　　　　　　建议时间
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　纸张(单张)　　　　　　　　　少于1小时
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　轻磅纸板　　　　　　　　　　1至2小时
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　重磅纸板或瓦通纸板　　　　　　　5至10小时
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　纸板或瓦通纸板制成品　　　　　12至16小时
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　经抗水处理的纸张或纸板　　　　　不少于24小时

表三 标准建议对纸张预先调湿所需时间

　　而在实际的纸张测试过程中，就三个阶段的环境控制，大家可能觉得非常困难。但事实上，除调湿过程可能会遇上一点少麻烦外，基本上一般家居设备都能应付得来，以下是一些环境控制的建议，大家不妨用以作为参考：

　　1.预先调湿-由于对环境温度及相对湿度的要求比较宽松，我们只要运用空气调节装置，小心控制纸张存放环境便成。
　　2.调湿-由于要求比较严格，而且存放时间较长，建议使用有恒温、恒湿的存放设备。
　　3.测试环境-由于测试时间较短，我们只要适当地运用空气调节装置及抽湿设备，于测试时间内控制好环境的温度及湿度便成。