Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10975-3:2015 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 8791-3:2005, quy định phương pháp xác định độ nhám của giấy và các tông bằng phương pháp Sheffield (phương pháp không khí thoát qua). Dưới đây là tóm tắt chi tiết và chuyên sâu về phần mở đầu và các điều khoản đầu tiên từ Điều 1 đến Điều 4 của tiêu chuẩn này.

Giới thiệu chung về tiêu chuẩn TCVN 10975-3:2015

Tiêu chuẩn này nằm trong bộ tiêu chuẩn xác định độ nhám và độ nhẵn của giấy và các tông dựa trên nguyên lý đo lưu lượng không khí thoát qua khe hở giữa bề mặt mẫu thử và bề mặt đo. Phương pháp Sheffield là một trong những phương pháp phổ biến nhất trong ngành công nghiệp giấy, cung cấp kết quả đo nhanh chóng, trực quan và có độ tin cậy cao đối với các loại giấy và các tông có dải độ nhám trung bình.

Điều 1: Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn

Điều khoản này xác định rõ giới hạn, đối tượng áp dụng và các trường hợp ngoại lệ của phương pháp Sheffield:

• Phương pháp này được thiết kế đặc thù để xác định độ nhám của các loại giấy và các tông sử dụng thiết bị đo chuyên dụng Sheffield.
• Dải đo hiệu quả và tối ưu của phương pháp nằm trong khoảng lưu lượng không khí từ xấp xỉ 10 ml/phút đến 3000 ml/phút.
• Tiêu chuẩn không áp dụng cho các loại giấy có độ xốp cao hoặc các loại giấy mềm, xốp (loose papers). Nguyên nhân là do lượng không khí thoát xuyên qua cấu trúc thân giấy quá lớn, làm sai lệch kết quả đo dòng khí thoát qua bề mặt tiếp xúc.
• Tiêu chuẩn cũng không thích hợp cho các loại giấy quá nhám hoặc các loại giấy có bề mặt dập nổi sâu, nơi mà đầu đo không thể ép chặt và tạo độ kín khít cần thiết trên bề mặt mẫu thử, dẫn đến việc rò rỉ khí không kiểm soát được.

Điều 2: Tài liệu viện dẫn

Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác và đồng bộ, việc viện dẫn các tài liệu tiêu chuẩn sau đây là bắt buộc:

• TCVN 3658 (ISO 186) về Giấy và các tông - Lấy mẫu để xác định chất lượng trung bình. Đây là cơ sở pháp lý và kỹ thuật để đảm bảo mẫu thử mang tính đại diện cao nhất cho toàn bộ lô hàng cần đánh giá.
• TCVN 6725 (ISO 187) về Giấy, các tông và bột giấy - Môi trường chuẩn để điều hòa và thử nghiệm, quy trình kiểm tra môi trường và điều hòa mẫu. Việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm tương đối là cực kỳ quan trọng vì tính chất cơ lý và bề mặt của giấy thay đổi rất nhạy cảm theo độ ẩm môi trường.

Điều 3: Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn đưa ra định nghĩa cốt lõi để thống nhất cách hiểu, cách tính toán và biểu diễn kết quả đo lường:

• Độ nhám Sheffield (Sheffield roughness): Được định nghĩa là tốc độ lưu lượng luồng không khí đi qua giữa vành khuyên phẳng của đầu đo và bề mặt của mẫu thử giấy hoặc các tông, dưới các điều kiện áp suất và lực ép được quy định nghiêm ngặt của tiêu chuẩn.
• Đơn vị đo: Kết quả đo độ nhám Sheffield được biểu thị bằng đơn vị mililít trên phút (ml/min) hoặc trực tiếp bằng đơn vị Sheffield (Sheffield units).

Điều 4: Nguyên lý đo của phương pháp Sheffield

Nguyên lý hoạt động của phương pháp không khí thoát qua Sheffield được mô tả chi tiết như sau:

• Mẫu thử được kẹp chặt dưới một lực ép tiêu chuẩn xác định giữa một tấm đế phẳng bằng thủy tinh (hoặc vật liệu siêu phẳng tương đương) và một đầu đo hình tròn có thiết kế đồng tâm đặc biệt.
• Đầu đo Sheffield có hai vòng kim loại đồng tâm (vành khuyên phẳng) tiếp xúc trực tiếp với bề mặt mẫu thử.
• Không khí có áp suất không đổi được dẫn vào vùng không gian nằm bên trong vòng trong của đầu đo.
• Luồng không khí này sẽ thoát ra ngoài qua các khe hở siêu nhỏ được tạo ra bởi độ nhám của bề mặt mẫu thử và bề mặt phẳng của vành khuyên đầu đo.
• Thiết bị tiến hành đo lường chính xác tốc độ dòng khí thoát ra này. Tốc độ dòng khí càng lớn chứng tỏ bề mặt giấy càng nhám (độ nhẵn càng thấp) và ngược lại, tốc độ dòng khí nhỏ biểu thị bề mặt giấy nhẵn mịn.