如何使用注浆式框格测量纸浆以制作一致的纸张
为制作一致的纸张,控制每次注浆投送的干纤维量。您可以为每张纸单独称量干料,或从浓度已知且混合均匀的纸浆批次中量取份额。然后保持成型、压榨和干燥的一致性,并检查成品结果。
本指南面向使用注浆式框格制作小批量相似纸张的家庭造纸者。下述工作流将计算起始剂量与试纸调整相结合,以便您为自己的纸浆和框格建立可重复的配方。
到底应该测量什么?
注浆式手工框格在装水的盆中接收直接注入高框格内的纸浆。Arnold Grummer 的《How to Make Paper》描述了这种装置,并将其与将浅框格浸入纸浆槽中区分开来。请遵循设备说明进行组装和设定水深。
请将以下三项测量区分开:
- 干纤维剂量: 分配给单张纸的造纸材料量。
- 浆料体积: 您注入的纤维水混合物的体积。
- 成品定量: 干燥纸张的质量除以其面积,以克每平方米(GSM)表示。
只有当纤维浓度已知且均匀时,浆料体积才成为有用的剂量测量。一杯含水量高的浆料与一杯含浓缩纤维的浆料是不同的配方。称量一把挤压过的湿纸浆同样无法知晓水分贡献。
对于初始标定,请使用单一材料且不添加装饰性材料。将干燥起始质量记录为实用配方测量值;切勿将其描述为实验室级无水分纤维测量。Magnolia Editions 的《Magnolia PaperWeight》文档支持根据纸张尺寸和目标定量计算纤维需求。
如何计算起始剂量?
选择目标纸张尺寸和定量。如果您只是想复制一张已有的满意纸张,其成品干重可作为相同尺寸另一张纸的起始目标。
对于矩形纸张,使用:
面积(平方米)= 宽度(厘米)× 高度(厘米)÷ 10,000
目标纸张质量(克)= 面积(平方米)× 目标 GSM
Magnolia Editions 在《Magnolia PaperWeight》中解释了相应的质量面积计算。
以下为示例计算,而非通用纸浆配方。对于 20 × 25 cm、120 GSM 的纸张:
- 面积 = 20 × 25 ÷ 10,000 = 0.05 m²。
- 目标成品质量 = 0.05 × 120 = 6 g。
- 每张纸使用 6 g 干燥起始材料作为首次试制剂量。
测量框格实际成型开口尺寸以进行初始估算。干燥后,若精确 GSM 很重要,请测量成品纸张尺寸。根据其成品尺寸计算实际定量,而非假设尺寸等于开口尺寸。
将计算剂量视为起始点。Magnolia 的注浆示例强调转移全部料浆,并指出湿度影响成品质量。在改变配方前,请在可比条件下检查试制纸张。Magnolia PaperWeight
哪种测量方法适合您的批次?
以下决策辅助是干纤维法的实用应用。选择最容易核算进入每张纸所有材料的方法。
| 您的情况 | 建议方法 | 主要控制点 |
|---|---|---|
| 少量纸张且有干料可用 | 单独准备每张纸的剂量 | 转移整份材料 |
| 从一批制备好的纸浆制作多张纸 | 在已知浓度下量取浆料 | 每份量取前重新混合 |
| 已有浓度未知的湿纸浆 | 以干燥纸张为标准校准定量注浆 | 保持该批次不变 |
对于单独配制剂量,将容器置于克秤上去皮,称量一张纸的干料,并采用一致的制浆程序制备该份额。将整份材料转移入框格。将制备容器中残留的纤维冲洗入同一次注浆中。
对于批量测量,将所有材料一起制备,并确定制浆和转移后的最终浆料体积。仅向干料中加入声明体积的水,本身并不能确立相同的最终浆料体积。
在常用框格设备旁备齐直尺、克秤、量杯、混合容器和笔记本。选择分辨率足以分辨您打算追踪的差异的秤;当比较仅重几克的纸张时,仅显示整克的秤几乎无法提供细节。
如何将一批纸浆转化为等量的注浆?
使用此浓度计算:
浓度 (g/L) = 干起始质量 (克) ÷ 最终浆料体积 (升)
倒入体积 (升) = 所需干剂量 (克) ÷ 浓度 (g/L)
继续以示例说明,假设您制备了 30 克 干物料,并将最终浆料体积调至 3 升。名义浓度为 10 g/L。因此,6 克剂量需要 0.6 升,即 600 毫升 均匀混合的浆料。
该批次在转移损失前包含五个理论上的 6 克份量。如果部分预期纸浆仍残留在别处,请勿加水强行将最后一份量调至刻度线。请核算剩余物料或将其留作单独试验。
每次取量前,请将容器全深度搅拌均匀,然后迅速取出份量。《Hand Papermaking》的成纸与均匀性解释了搅拌对纤维分散的重要性,以及纤维团块如何导致成纸不均。将这一原理应用到量筒中,有助于使后续各份量更具代表性。
将冲洗水与浓度计算分开。量取一剂量倒入转移壶后,使用可重复的少量冲洗水将残留纤维冲入纸框。若向主储液容器加水,请在测量下一剂量前更新其浓度。
如何成型每张测量过的纸张?
对标定纸张使用相同序列:
- 按说明组装框格并将其平放在盆中。
- 每次试制前将盆水位恢复至同一高度。
- 重新混合原浆并量取选定剂量。
- 横跨成型区域注浆,并将壶中残留纤维转移入框格。
- 纤维仍悬浮时进行分散,然后平稳提起并一致排水。
- 每张试制纸采用相同程序铺毡、压榨和干燥。
相等的纤维剂量仍需在框格上均匀分布。《Hand Papermaking》描述了排水时双向短距离移动以分散结块,并指出一旦表面自由水消失,进一步摇动无法改善成型。成型注浆纸时请遵循这一时机原则。Sheet Formation and Uniformity
首次试制时,优先保证可重复的注浆和平稳提起。避免同时改变剂量、混合常规和干燥方法;否则结果无法指明哪项调整起了作用。
如何根据成品纸张校准剂量?
制作三张相同剂量的试纸。让它们完全干燥,然后在可比较的室内条件下称重。记录它们各自的质量和尺寸,然后透光检查它们的形成情况。透射光会显示纤维分布不均,如页形成与均匀度所述。
使用这个实用的诊断步骤:
- 质量相似,均低于目标值: 检查是否完全转移,然后尝试更大剂量。
- 质量相似,均高于目标值: 尝试更小剂量。
- 质量差异很大: 在改变名义剂量前,重复混合和测量程序。
- 质量相似但形成斑驳: 专注于分布和排水技术。
为了说明调整,假设 600 mL 浇注产生的平均成品质量为 5.4 g,而你的目标是 6 g。假设使用相同的纸浆、转移行为和成型程序:
Next trial volume = 600 × 6 ÷ 5.4 ≈ 667 mL
这种比例调整是下一次试验的估算值。再制作一小批并检查。如果你开始时使用的是浓度未知的湿纸浆,同样的方法可以建立一个有用的特定批次配方,而不必声称已知的干纤维浓度。
下一次制作应记录什么?
保存包含材料、干燥起始质量(如已知)、最终原浆体积、框格开口、实测注浆量、混合常规、压榨和干燥方法的简明配方。添加每次试制的成品质量和尺寸。明确标注未知量,而非用估算值填补。
更换材料或制备工艺时重新标定。将成功纸张与其配方放在一起,以便同时对比其实测重量和外观。您的可重复结果源于测量剂量、完整转移、可复现的成型常规——以及显示配方是否需调整的成品纸张检查。
来源
- Arnold Grummer 造纸 — How to Make Paper
- Magnolia Editions — Magnolia PaperWeight
- Hand Papermaking — Sheet Formation and Uniformity
