1、1 紙漿纖維長度篩分試驗法 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS總號 類號 ICS 85.040 12428 P3095 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 77 年 9 月 14 日 91 年 12 月 9 日(共 8 頁) Method of test for fiber length of pulp by classification 1. 適用範圍：本標準規定使用 Clark 型或 Bauer-McNett 型篩分機以測定紙漿纖維之重量加權平均纖維長度之試驗法。 備考：採用 Clark 型或 Bauer-McNett 型篩分機進行
2、篩分，在一 定的精確度範圍內，其篩分結果相同。 2. 用語釋義：紙漿纖維之重量加權平均纖維長度係指某一特定紙漿試樣中，單一纖維之長度為 l mm，重量為 w mg，則其重量加權平均長度 (L)為wwl；或單一纖維長度之重量與長度乘積的總和除以全部試樣中纖維的總重量。 其定義可以下列公式表示。 L=wwl備考 1. 纖維長度為紙漿之基本性質，依 Clark 氏研究 (1942， 1962)，只要纖維粗細度維持不變，則由其相對未經打漿處理之紙漿 (其他變因相同 )所製成的紙張，其抗張強度將隨 L1/2而變；其破裂強度隨 L 而變；其耐摺力隨 L5而變；其撕裂強度隨 L3/2而變。前述這些關係與紙漿
3、纖維長度之均一性無關，無論纖維為同一長度或各種不同長度之組合，均將維持不變；但是，若紙漿一經打漿處理，則其羃數將會降低。紙張的密度在相同的纖維粗細度下，受 L 的影響很大。 2. 纖維長度之算術平均值較不具意義。當纖維由不同長度所組成時，其算術平均值受到所採用的底限值影響極大，因為底限值以下已成顆粒狀，已不能視為纖維。如長度小到 0.01mm 的顆粒都被包括在計算算術平均值時，紙漿之重量加權平均纖維長度在數值上往往超過算術平均纖維長度數倍。 3. 理想上，將紙漿試樣分成越多部分越好，並對每一部分都取得重量與量測其長度，進而得到其重量加權平均纖維長度。實務上，由四個篩網將紙漿分成五個部分的重量與
4、纖維長度，即可得到滿意的結果。 2 CNS 12428 , P 3095 3. 儀器 3.1 纖維篩分機：任何具有四個或更多個篩網之篩分機均可適用。附錄中兩種型式之篩分機依本試驗法第 5 節步驟操作之條件下，得到的結果相同。對一些特定的試樣應選用其適合的篩網系列，以避免超過 1/4 的試樣量留在最粗的篩網上，因為長纖維的重量影響較大，最好能在長纖維部分得到較密集的篩分，而不是在短纖維部分得到較密集的篩分，本試驗建議使用的系列篩網列示於第 3.1.2節。 3.1.1 一般只要計量了纖維之重量加權平均纖維長度，用於篩分機之篩網組合並不是非常重要，因為在某一篩分槽之前採用了越小的篩網網目，就會有更多
5、量被保留在上層，則其平均纖維長度越短。表中列出常用的篩網及其篩網網目大小。 表 篩網網目大小 泰勒 篩號 孔徑 (mm) 美國 US 篩號 10 1.68 12 12 1.41 14 14 1.19 16 20 0.841 20 28 0.595 30 35 0.420 40 48 0.297 50 65 0.210 70 100 0.149 100 150 0.105 140 200 0.074 200 3.1.2 篩分機中，各種紙漿所適合的篩網網目組合如下： 3.1.2.1 對長纖維紙漿而言，泰勒篩號為 10、 14、 28 和 48。 3.1.2.2 對中長纖維紙漿而言，泰勒篩號為 14
6、、 28、 48 和 100。 3.1.2.3 對短纖維紙漿而言，泰勒篩號為 28、 48、 100 和 200。 3.2 離解機：用於準備乾試樣，依 CNS 11212物理試驗用手 抄紙抄造法所述者。 3.3 容器： 18L 以上之水桶； 4000mL 之燒杯，在 3000mL 處有刻度，並刻有其淨重者。 3.4 杓杯： 225mL 或 450mL 有柄廣口塑膠杯或有把手之聚乙烯廣口量杯。 3.5 布氏漏斗 (Buchner funnel)和三角燒瓶：以直徑 90 mm 的漏斗為佳。 3.6 濾紙：用於漏斗或篩分機能快速過濾者，可以密織布代替。 3.7 計時器：馬錶或有秒針的計時器。 3.8
7、 投影機：用於測定纖維長度，依 CNS 11622紙漿纖維長度投影試驗法所述者。 3.9 其他儀器： 500mL 和 2000mL 刻度量筒或燒杯及 4000mL 塑膠或不鏽鋼燒杯。 3 CNS 12428 , P 3095 4. 取樣 4.1 取樣：依 CNS 2952紙漿之取樣法之規定取樣。 4.2 步驟：自所取之漿樣中稱取相當於絕乾重 24g 的紙漿 (依 CNS 3086紙漿及紙類水分測定法 (烘箱法 )之規定操作與換算計量值 )。如該漿樣為乾紙漿時 (含水率低於 30%者 )，先浸泡在水中至少 4 小時，並以標準離解機散解，直到沒有成束纖維。散解是否完全可透過量筒肉眼觀察，如仍有成束
8、纖維，繼續散漿離解並重覆稀釋之。若該漿樣為濕紙漿或泥狀漿時，用前述之離解程序至無成束纖維。 4.3 長纖維紙漿的準確重量不易測量，尤其在濃稠的漿液中，透過下列程序能得到較精確的結果：首先決定量筒中濃度後，換算濃稠漿液中纖維含量，再取所須的漿液體積量放入篩分機中測定。 4.3.1 Clark 型篩分機需要使用 5g 試樣，依 CNS 11212 所述，在容器中加水，將第 4.2 節已離解散漿之 24g 試樣稀釋至 16L，得到約 0.15%之紙漿濃度。 4.3.2 Bauer-McNett 型篩分機需要使用 10g 試樣，將第 4.2 節已離解散漿之 24g 試樣加水稀釋至 8L。並將 2000
9、mL 量筒或已知重量的燒杯放置於 4000mL 燒杯以及漿液容器桶旁，以杓杯或杯子劇烈攪拌漿液，取一整杯的量倒入燒杯中，再次攪拌，並加約 2/3 杯到 2000mL 量筒或已知重量之燒杯中。再次攪拌且重覆分裝漿液，直到約已分配了 5000mL 之漿液，此時約有 1800mL在量筒或已知重量之燒杯中，約有 3000mL 在 4000mL 的燒杯中，紀錄燒杯內之漿液重。 4.4 紀錄已知重量燒杯或量筒中漿液的正確體積或重量 (不要去調整體積 )；將此漿液倒入鋪有已知重量濾紙之漏斗中，過濾漿液，烘乾並稱重。扣掉濾紙重以計算尚須額外加入 4000mL 燒杯中之漿液量，如此其中將含有 5.0g 或 10
10、.0g 之絕乾紙漿量。在充分攪拌容器中漿液後，量取此額外需添加之漿液量 (約 330mL)，並加入 4000mL 燒杯中。在測量操作過程，應保持懸浮液於均勻攪拌的狀況，以避免容器中和量杯中任何纖維的沉澱。除了在傾倒時，量杯中之漿液應該持續旋轉搖動。 備考：一般由於計量結果以百分比計，正確添加 5g 或 10g 紙漿至篩分機就不是很重要。因此，交替汲出約 3333mL 之漿液量倒入 4000mL 燒杯中，而加較少漿液量倒入 1000mL 或 2000mL 的刻度量筒或已知重量之燒杯中。稱重後，將所量取的 3333mL 試樣加到篩分機，在 1000mL 量筒中或已知重量燒杯中之懸浮液經過過濾後，乾
11、燥且稱重以決定所添加試樣的正確重量。假如添加量之百分比在篩分機需要重量的 10%以內，對各個篩分槽中之纖維計量影響不大。 5. 步驟 5.1 Clark 型篩分機 5.1.1 檢視篩網確無殘留纖維存在。在乾燥狀態下，篩網極易清理。可用兩個黃銅細刷毛之刷子，在篩網之兩面，使刷毛合在一起，以放射狀向外刷，俟全部篩面刷過後，用壓縮空氣將篩網及篩分槽吹淨。 4 CNS 12428 , P 3095 5.1.2 打開水源注滿定位水槽，並保持剛好溢流之狀態。調整計量活栓，使定位水槽中的水以 10L/min 之流速供給各篩分槽。將各篩分槽的排水栓 (包括半徑為 3.2mm 篩分槽之間栓 )塞住，當各篩分槽均
12、已滿水，開動馬達使篩分機的篩網啟動。 5.1.3 俟水流狀態穩定後，準備好 3333mL 內含 5.0g 之試樣於一旁，開始以馬錶或定時響鐘計時 5 分鐘加數秒。準確於開始計時處，將定位水槽的塞子關閉，並在 20 秒時間內 (以大約每分鐘 10L 的速率 )將漿液均勻倒入第一個篩分槽內。在漿液完全倒入篩分槽之同時，立刻打開關閉的塞子，使水流在 5分鐘時間內持續流入篩分槽中。用少量的水將容器中殘留的纖維，沖洗入第一篩分槽內。 備考：以時間控制式電子線圈放置於水位定位線處代替馬錶或定時響鐘會更理想。 5.1.4 在篩分作業前，先將篩分機下之濾水杯清洗，並在濾水杯中放置已知重量且濕潤的濾紙或濾布，再
13、將濾水杯放回原位。 5.1.5 當作業計時達到 5 min5 sec 時，關閉水源，待最後一格篩分槽的溢流將近終止時，停止篩分，將各篩分槽的排水栓拔開，使各篩分槽之內容液排入各濾水杯中。 備考：如果有任何一個篩分槽的濾出速率太慢，可將一段玻璃管或銅管插入排水管中，使管內堵塞的空氣排出，以加快濾出速率。 5.1.6 當各篩分槽均已排空，再次啟動篩分馬達，並將各篩分槽 間之小間栓拔出，用橡膠水管沖水逆洗篩網到各篩分槽，清洗篩網至乾淨，使篩分槽內漿液排入濾杯中。等各篩分槽之水全部排盡，用一只單孔橡膠塞塞在各排水管上，並連接一條橡膠管，通入空氣，以助濾水杯中紙漿纖維墊脫水。 5.1.7 將濾水杯中紙漿
14、纖維墊連同濾紙取出，並將濾水杯內壁黏附的纖維全部取下，然後摺疊成半圓形，用雙掌擠壓，或可包裹在吸墨紙或毛巾內，盡量排除多餘的水分，用不褪色之鉛筆在每一紙漿纖維墊上做一識別記號。 5.1.8 將紙漿纖維墊放入 1053之烘箱內乾燥至恆量，稱量，精確至 0.01g，紀錄各篩分槽內纖維絕乾重。 5.2 Bauer-McNett 型篩分機 5.2.1 刷洗篩網確保已無纖維殘留。 5.2.2 打開水源至定位水槽剛好溢流。調節水流使供應各篩分槽之水流速率保持約 11.4 L/min；等各篩分槽完全滿水後，啟動馬達。 5.2.3 俟水流穩定，開始計時，立即關閉水源，將 3333 mL 紙漿懸浮液試料在 18
15、秒內均勻地傾入第一篩分槽，然後再次打開水源，以一定流速（約 1135 L/min 之速率）流向各篩分槽，用少量清水將容器上的殘留纖維沖入第一篩分槽內。 5.2.4 在篩分作業前，先將篩分機下之濾水杯清洗，並在濾水杯中放置已知重量且濕潤的濾紙或濾布。 5 CNS 12428 , P 3095 5.2.5 當作業計時達到 5min5sec 時，關閉水源，待最後一格篩分槽的溢流將近終止時，停止篩分，將各篩分槽的排水栓拔開，使各篩分槽之內容液排入各濾水杯中。 備考：如果有任何一個篩分槽的濾出速率太慢，可將一段玻璃管或銅管插入排水管中，使管內堵塞的空氣排出，以加快濾出速率。 5.2.6 等各篩分槽均已排
16、空，用水管仔細沖洗篩網及篩分槽。等各篩分槽之水全部排盡，用一只單孔橡膠塞塞在各排水管上，並連接一條橡膠管，通入空氣，以助濾水杯中紙漿纖維墊脫水；或以抽氣機抽除多餘的水。 5.2.7 將濾水杯中紙漿纖維墊連同濾紙取出，並將濾水杯內壁黏附的纖維全部取下，然後摺疊成半圓形，用雙掌擠壓，或可包裹在吸墨紙或毛巾內，盡量排除多餘的水分，用不褪色之鉛筆在每一紙漿纖維墊上做一識別記號。 5.2.8 將紙漿纖維墊放入 1053之烘箱內乾燥至恆量，稱量，精確至 0.01g，紀錄各篩分槽纖維之絕乾重。 6. 計算 6.1 如 W 為加入篩分機之試樣重量， w1， w2， w3， w4分別為四個篩分槽所得紙漿纖維墊之
17、絕乾重量，而 w5為自最細篩目之篩網所流失之纖維絕乾重量，則： w5=W (w1 + w2 + w3 + w4) 6.2 如每一篩分槽留存纖維之平均長度為未知時，在紙漿纖維墊尚未乾燥前，自每一篩分槽之纖維墊取出少量試樣，依 CNS 11622 之規定求得其平均纖維長度。並在篩分試驗進行中，採集通過最後篩網之纖維的綜合試樣，依同法求得其平均纖維長度。 備考：在一般作業中，因最細部分之平均纖維長度，對最後結果影響極小，故常不做實際測定，而做以下之推定：最後篩網如用 48 網目時，則最細部分之平均纖維長為 0.2 mm，如用 100 網目時，則為 0.1 mm。 設 l1， l2， l3， l4及
18、l5為各篩分槽以及通過最後篩網部分之平均纖維長度，均以mm 為單位，而 L 為紙漿試樣之重量加權平均纖維長度，則 L =W)w w w w (w5544332211lllll +7. 報告 7.1 報告中列有保留在每一篩網上的重量百分比至 0.1 %，以及通過最後篩網之百分比。 7.2 如使用 30、 50、 100 和 200 網目之篩網，其保留在第一篩分槽之重量百分比可由 %100Ww1 計算出來，而其他篩網之重量百分比也可用相同方式計 算出來。而通過最後篩網的百分比，則可由 %100Ww5 計算出來；報告中的百分比表示可用： P30， P30-50， P50-100， P100-200及
19、 P200 表示之。 6 CNS 12428 , P 3095 附錄 1. Clark 型篩分機 1.1 此機包括一橫式半圓筒型水槽， 640 mm 長，半徑 355 mm。在軸方向分成四個部分，每一部分各有一 330 mm 直徑之篩網，裝於一共同軸上，由一齒輪馬達以 48 rpm 之轉速傳動旋轉。每一篩網為車輪狀，內徑 127 mm，外徑 305 mm，篩網面積約為 475 cm2。篩網之外輪圈，在裝於槽內壁上 之軟橡膠墊圈上旋轉，形成不漏水之密封。 1.2 在槽之上方有一定位水槽，裝有可調節水流之計量活栓及一封閉水栓。水可以10 L/min 之流速供應通過篩分機。 備考 1.此型篩分機原採
20、用水流速度 12.5 L/min，篩分時間 4 分 30 秒。本法採用水流速度 10 L/min，篩分時間 5 分鐘，較為精確。 2.如用篩分機作為日常控制長時間打漿或精鍊作業之用時，則僅需測定留存於第一篩分槽中之長纖維百分率即可，此時可採用篩分時間 1 分 30秒，水流速度 12.5 L/min。 1.3 當篩網需要更換時，將傳動軸先行停止，使所有固定螺絲均向上，用螺絲起子將所有固定螺絲鬆開 (除靠近定位水槽處軸環上之螺絲外 )，將軸抽出。然後將需要更換之篩網在原位上交換妥當，重新插入軸。將每一篩網略作左右移動使其定位，再鎖緊各固定螺絲。 2. Bauer-McNett 型篩分機 2.1 此
21、機包括四個窄槽，約 355mm 深， 127mm 寬， 320mm 長，其中較窄之兩端成半圓筒型。每一槽各有 355cm2面積之篩網，裝於槽之長面上，在靠近篩網處另裝有一中隔板。 2.2 四槽裝在一鐵架上，各槽依次略低，排列成階梯狀。每槽中靠近半圓筒型一端上裝有一垂直圓筒狀攪拌器，圓筒外週有一短型攪漿板，由一馬達及皮帶傳動，以 580 rpm 轉速旋轉，使每槽中漿液流過中隔板及篩網，亦使槽內漿液不停循環攪動。在槽上篩網出口一面另裝一溢流偃，並有一短管將通過篩網之漿液導入次一個篩分槽內，第一槽上有一定位漏斗，以約 11.4 L/min 之流速供應各篩分槽所需之水流。 2.3 篩分槽上之篩網可以隨時取出加以清洗或替換。將夾住篩網架之螺絲鬆開，即可將篩網架連同篩網取出。當裝回篩網架時，必須小心將其放正，以免造成洩漏。 7 CNS 12428 , P 3095 圖 1 Clark 型篩分機 圖 2 Bauer-McNett 型篩分機 8 CNS 12428 , P 3095 圖 3 Bauer-McNett 機型之篩分槽鳥瞰圖 引用標準： CNS 2952 紙漿之取樣法 CNS 3086 紙漿及紙類水分測定法 (烘箱法 ) CNS 11212 物理試驗用手抄紙抄造法 CNS 11622 紙漿纖維長度投影試驗法
