紙、紙板和紙巾測試解決方案

來源：天氏庫力發(fā)布日期 2019-11-04 瀏覽：

現(xiàn)狀分析與診斷

造紙行業(yè)，紙板，印刷業(yè)對原紙的性能指標要求越來越多。因此不斷對包裝紙和紙板生產(chǎn)商提出新的要求。這就需要生產(chǎn)商可以提供的測試項目全部根據(jù)GB，HG，ASTM，ISO，JIS，TAPPI等標準來分析原紙的性能指標，并為紙板等產(chǎn)品的生產(chǎn)提供足夠的保證。

目前，能滿足上述檢測條件的除了國家計量局和權(quán)威第三方檢測機構(gòu)，很少有廠家能夠自己組建起合格的實驗室，主要原因就是廠家對測試項目和需要的試驗設備，試驗標準等缺乏專業(yè)性，本文我們基于測試遇到的一些問題和制約因素，為大家提供紙、紙板和紙巾系統(tǒng)的測試解決方案。

試驗項目與檢測標準

紙、紙板和紙巾的測試項目和依據(jù)標準：

1、瓦楞原紙樣品預處理、外觀、定量、緊度、環(huán)壓指數(shù)、縱向斷裂長 GB/T 13023 – 1991

2、箱紙板樣品預處理、外觀、定量、緊度、耐破指數(shù)、環(huán)壓指數(shù)、耐折度、吸水性 GB/T 13024 - 1993

3、蜂窩紙板樣品預處理、外觀、厚度、含水率、平壓強度、靜態(tài)彎曲強度、剝離強度 BB/T 0016 –1999

4、瓦楞紙板樣品預處理、外觀、厚度、耐破強度、戳穿強度、邊壓強度、粘合強度GB/T 6544 - 1999

5、抗張強度/縱向裂斷長 GB/T 453 - 2002

6、耐破指數(shù) GB/T 454 –2002、GB/T 1539 - 1989

7、環(huán)壓指數(shù) GB/T 2679.8-1995

抗張強度和伸長率

抗張強度是指紙或紙板所承受的張力。通常以絕對抗張力表示：即一定寬度的試樣的抗張力（牛頓）；或以裂斷長表示：即一定寬度的紙條在本身重力作用下將紙拉斷時所需的紙張長度（米）；或與橫向切面的抗張力即以試樣單位橫截面的抗張力（牛頓／米2）表示。抗張強度是物理特性中的重要參數(shù)之一。又是一種基本檢驗。長率是指紙或紙板受到一定的張力后．至裂斷時的伸長對原試樣長度的百分率。伸長率是衡量紙張強韌性的一項重要指標。

撕裂度

撕裂度是指撕裂預先切口的試樣至一定長度時所需的力，以毫牛（頓）表示。紙的斷裂度就是紙與紙板抗衡裂的能力。

耐折度

耐折度是指紙和紙板在一定張力下，所能經(jīng)受180°的往復折疊次數(shù)。以往復折疊次數(shù)表示。耐折度表示紙張的耐柔折疊的能力。

紙和紙板的伸長率

伸長率是指紙或紙板受到一定的張力后．至裂斷時的伸長對原試樣長度的百分率。伸長率是衡量紙張強韌性的一項重要指標。實際上是紙張拉斷時的極限應變。伸長率愈大，表示紙的彈性愈好，紙張就愈不易破損。它是紙繩紙、手巾紙、薄頁紙、電纜線、瓦楞芯紙、紙袋紙、包裝紙、撲克牌紙和其地類似的紙張品種的重要性能。伸張率測定并不是真正的變形測定，是在完全破損時延伸長度，其中包括紙張的彈性與非彈性伸長率。伸長率是紙張吸收功的重要組成部分，也是紙張耐破度和原始抗撕力的一項因素。

測試設備簡介
上述測試項目需要萬能材料試驗機，紙箱抗壓強度試驗機，環(huán)壓試驗機，紙張耐折度儀。
1、萬能材料試驗機是用來測試紙和紙板拉伸、壓縮、彎曲等性能的材料試驗機，可檢測紙制品的拉伸強度，抗彎性能和耐破性能。
2、紙箱抗壓試驗機主要用來測試瓦楞紙箱，紙板，包裝箱等的壓破力，壓縮強度等值。
3、環(huán)壓試驗機主要用來測試紙張、紙管等包裝材料的環(huán)壓、平壓、邊壓、粘合及一般抗壓等測試。
4、紙張耐折度儀是測定紙張、紙板及其他片狀材料耐折疊疲勞強度的專用儀器。

萬能材料試驗機

紙箱抗壓強度試驗機

環(huán)壓試驗機

紙張耐折度儀

紙張耐折度儀

系統(tǒng)測試方案
一、紙的2點彎曲試驗

在紙和紙板的進一步處理過程中，彎曲剛度是最重要判據(jù)。為了保證包裝和裝料機的可靠性、無故障操作，紙張或張板必須是在規(guī)定范圍內(nèi)可彎曲。紙張以某種進給速度轉(zhuǎn)換，剛度一致性特性是包裝機械平穩(wěn)工作的基本條件。

2點彎曲試驗工裝涵蓋了2種應用：彎曲剛度的測量和探測在彎曲角度為120°時的折彎特性。精度、高分辨率測量技術(shù)消除了更換力傳感器的需要。

2點彎曲試驗

2點彎曲試驗介紹：

由一個力傳感器記錄彎曲載荷，測量誤差小于1%。

力傳感器的位置遠離試驗機移動的部件，避免干涉信號。

電子角度測量分辨率為0.001°，保證測量值的最大可靠性。

可以夾持寬度為50或100 mm的試樣。

試驗工裝包括標距長度1、2和5 mm的精確指示。

試驗工裝可提供3種不同的夾持系統(tǒng)：螺紋夾持、彈簧夾持和氣動夾持。

二、紙板粘合強度試驗/Z-方向拉伸試驗

在層與層界面的粘合試驗方面(Z-方向強抗張強度測定)，按照TAPPI T 541( 或ISO 15754)探測粘合強度。多層材料(雙層或涂層紙板)的層與層之間的粘合強度的測量，這種測量探測在印刷其間或涂層之后的可加工性。按照TAPPI T 541(或ISO 15754)在測試中的持續(xù)加載為施加垂直于試樣表面而形成試驗力，為了避免試驗設備影響各層之間的分離，試驗力必須一直保持垂直于試樣直至試驗結(jié)束，試樣夾具的固有基礎(chǔ)是具備高橫向剛度和絕對平行。

紙板層間粘合強度測試

紙板粘合強度測試注意事項：

1、試樣測試工裝被安排相互呈90°，保證被測試的5個試樣以一個接一個的方式進行測試。
2、試樣測試工裝被安裝在精密壓板上，并保持上下測試工裝相互平行。以拉伸方式進行測試，一個試樣測試結(jié)束后，橫向方向調(diào)整下一個試樣，再次以拉伸方式測試該試樣。

3、試樣處理：采用雙面膠帶將一個試樣粘貼在一個試樣測試工裝上，雙面膠帶的另一面對著第二個測試工裝。
4、在測試過程中，試樣最初被第二個試樣測試裝置壓制。壓縮載荷和壓縮時間均可調(diào)節(jié)。

5、以拉伸試驗方式，在小于半秒鐘時將試樣與第二個試樣測試工裝分離。
6、試驗結(jié)果是拉伸強度，即相對于試樣表面積的最大拉伸力。

7、在一個操作步驟中，先對試樣進行壓縮，然后進行拉伸。
8、對于高強度試樣，測試僅需要使用半個標準測試面積是可能的。

9、試驗工裝適用于手動和半自動試驗。半自動型號允許當?shù)谝桓嚇诱跍y試時，準備第二根試驗。

三、紙板3點彎曲試驗
在紙基材料方面3點彎曲試驗有局限性。應用包括實心紙板、復合紙基板和卷筒芯。已有針對芯紙的4點彎曲試驗的標準；因此，3點彎曲試驗是基于公司標準。

紙板3點彎曲試驗

3點彎曲試驗注意事項：

來自我司的模塊化“積木式”系統(tǒng)的彎曲試驗工裝

沒有彎曲傳感器的經(jīng)濟型工裝

對于卷芯測試，需要定制解決方案

四、瓦楞紙板的抗彎性能測試

按照DIN 54608測試瓦楞紙板的抗彎性，3點彎曲試驗執(zhí)行探測按照DIN 54608的瓦楞紙板的抗彎性。測試針對多層瓦楞產(chǎn)品的先進特性。我們對測試設備需要滿足以下最基本的要求：

1、輸出紙的SCT；

2、瓦楞槽幾何形狀；

3、板粘結(jié)的質(zhì)量；

4、材料缺陷的研究，比如：在制造和模型處理過程中的塑性變形、真空線的發(fā)展等等；

5、測量傳感器可簡單快捷的更換；

6、跨距可以無級調(diào)整。

瓦楞紙板抗彎性能測試

五、瓦楞紙板的4點彎曲試驗
按照DIN 53121或ISO 5628，采用4-點彎曲試驗方法測量瓦楞紙的彎曲剛度。4點彎曲試驗在試驗機和橫向方向上提供可靠的剛度值。對于最小瓦楞紙板芯槽，該剛度特別重要，因紙板的橫向剛度與標準芯槽高度方向相比體現(xiàn)出明顯的高。

瓦楞紙板4點彎曲試驗

4點彎曲試驗的相關(guān)介紹

1、運用來自結(jié)構(gòu)材料的彎曲試驗的專業(yè)知識(航空材料、陶瓷和高強度鋼)，我司研發(fā)的4點彎曲試驗工裝適用于紙板和瓦楞紙板的測試。

2、與現(xiàn)存的解決方案相比，該方案的工裝具有恰當?shù)男詢r比。而且，其甚至能夠用于我們最小的材料試驗機。

3、與儀器相比，該方案使用砝碼作為試樣加載，操作快速和直截了當。試樣簡單滴定位在彎曲試驗工裝中，接著就可以開始測試。采用彈性極限修正方法自動計算剛度。

4、與彎曲試驗工裝一起的砧座的設計符合瓦楞紙板的全部特性測試，在許多情況下甚至允許測試彎曲板試樣。

5、測試是可行的，甚至可測試與產(chǎn)品關(guān)聯(lián)的試樣自身變形。

六、紙巾的耐破度測試
按照EN ISO 12625-9，采用鋼球頂破試驗探測紙巾紙和紙巾制品的耐破強度。這種試驗模擬一張紙巾紙被一個固體物體的機械式頂破。

紙巾耐破試驗

紙巾耐破度試驗的相關(guān)介紹

1、所設計的試驗工裝適用于簡單明了的測試。試樣被水平低夾持在上下試樣板中，每一壓盤為圓孔開口并處以測試軸線。

2、被測試紙簡單地放置在下試樣板上，然后試驗機啟動。

3、自動夾持試樣，測試過程消除測試人員的影響。

4、一個拋光的鋼球以恒定速度穿刺試樣的中心位置。

5、使用一個100N力傳感器，甚至試驗力可低于1N，能夠采集所需要的精度。這種試驗給出了在研發(fā)調(diào)查領(lǐng)域的所希望得到的可靠測試結(jié)果，所精確記錄的測量值遠遠超過常用的測試范圍5至20 N。

6、測量最大試驗力(耐破載荷)和單位面積的試驗力。

7、因為試驗機在測試原理上也提供變形參數(shù)，如果有關(guān)聯(lián)，分析試驗力-變形行為是可能的。

七、干紙巾拉伸強度試驗
紙巾的拉伸試驗需要測出的信息有：剛度、模量、拉伸強度、斷裂長度和能量吸收。按照DIN EN ISO 12625-4執(zhí)行紙巾拉伸強度試驗除了紙巾還能夠測試紙。

干紙巾拉伸測試

紙巾拉伸的相關(guān)試驗說明：

1、由于在許多案例中，被探測的測試唯一結(jié)果是斷強度或撕裂長度，而測試軟件能夠隱藏其它測試結(jié)果。我司自研的測試軟件能夠滿足這一切，這就意味著我們有兩個功能層次。

2、標準試驗程序(EN ISO 12625)包含測試順序和在試驗標準中規(guī)定的測試結(jié)果。

3、主要功能的變化提供訪問所有程序的能力，保證下一步測試的功能范圍。

4、如果需要，采用videoXtens能夠直接測量長度和寬度的變化。

八、紙巾的濕抗張強度試驗
在濕抗張強度試驗中，探測紙巾在浸潤狀態(tài)下的強度(或紙)。按照EN ISO 12625-5，紙巾的濕抗張強度測定。如果紙巾在浸水條件下使用或處理，濕抗張強度是關(guān)鍵之一的材料特性。