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(biāo)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(xiàng)目全部根據(jù)GB，HG，ASTM，ISO，JIS，TAPPI等標(biāo)準(zhǔn)來分析原紙的性能指標(biāo)，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(jì)量局和權(quán)威第三方檢測機(jī)構(gòu)，很少有廠家能夠自己組建起合格的實(shí)驗(yàn)室，主要原因就是廠家對測試項(xiàng)目和需要的試驗(yàn)設(shè)備，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)項(xiàng)目與檢測標(biāo)準(zhǔn)
紙、紙板和紙巾的測試項(xiàng)目和依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：
1、瓦楞原紙樣品預(yù)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(yù)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(yù)處理、外觀、厚度、含水率、平壓強(qiáng)度、靜態(tài)彎曲強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度 BB/T 0016 –1999
4、瓦楞紙板樣品預(yù)處理、外觀、厚度、耐破強(qiáng)度、戳穿強(qiáng)度、邊壓強(qiáng)度、粘合強(qiáng)度GB/T 6544 - 1999
5、抗張強(qiáng)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(qiáng)度和伸長率
抗張強(qiáng)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(shí)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(qiáng)度是物理特性中的重要參數(shù)之一。又是一種基本檢驗(yàn)。長率是指紙或紙板受到一定的張力后．至裂斷時(shí)的伸長對原試樣長度的百分率。伸長率是衡量紙張強(qiáng)韌性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
撕裂度
撕裂度是指撕裂預(yù)先切口的試樣至一定長度時(shí)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(fù)折疊次數(shù)。以往復(fù)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(shí)的伸長對原試樣長度的百分率。伸長率是衡量紙張強(qiáng)韌性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。實(shí)際上是紙 張拉斷時(shí)的極限應(yīng)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(shí)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(xiàng)因素。
測試設(shè)備簡介
上述測試項(xiàng)目需要萬能材料試驗(yàn)機(jī)，紙箱抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)，環(huán)壓試驗(yàn)機(jī)，紙張耐折度儀。
1、萬能材料試驗(yàn)機(jī)是用來測試紙和紙板拉伸、壓縮、彎曲等性能的材料試驗(yàn)機(jī)，可檢測紙制品的拉伸強(qiáng)度，抗彎性能和耐破性能。
2、紙箱抗壓試驗(yàn)機(jī)主要用來測試瓦楞紙箱，紙板，包裝箱等的壓破力，壓縮強(qiáng)度等值。
3、環(huán)壓試驗(yàn)機(jī)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(qiáng)度的專用儀器。
萬能材料試驗(yàn)機(jī)
紙箱抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)
環(huán)壓試驗(yàn)機(jī)
紙張耐折度儀
系統(tǒng)測試方案
一、紙的2點(diǎn)彎曲試驗(yàn)
在紙和紙板的進(jìn)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(jī)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(jìn)給速度轉(zhuǎn)換，剛度一致性特性是包裝機(jī)械平穩(wěn)工作的基本條件。
2點(diǎn)彎曲試驗(yàn)工裝涵蓋了2種應(yīng)用：彎曲剛度的測量和探測在彎曲角度為120°時(shí)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(diǎn)彎曲試驗(yàn)
2點(diǎn)彎曲試驗(yàn)介紹：
由一個(gè)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(yuǎn)離試驗(yàn)機(jī)移動(dòng)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(yàn)工裝包括標(biāo)距長度1、2和5 mm的精確指示。
試驗(yàn)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(dòng)夾持。
二、紙板粘合強(qiáng)度試驗(yàn)/Z-方向拉伸試驗(yàn)
在層與層界面的粘合試驗(yàn)方面(Z-方向強(qiáng)抗張強(qiáng)度測定)，按照TAPPI T 541( 或ISO 15754)探測粘合強(qiáng)度。多層材料(雙層或涂層紙板)的層與層之間的粘合強(qiáng)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(yàn)力，為了避免試驗(yàn)設(shè)備影響各層之間的分離，試驗(yàn)力必須一直保持垂直于試樣直至試驗(yàn)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(qiáng)度測試
紙板粘合強(qiáng)度測試注意事項(xiàng)：
1、試樣測試工裝被安排相互呈90°，保證被測試的5個(gè)試樣以一個(gè)接一個(gè)的方式進(jìn)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(jìn)行測試，一個(gè)試樣測試結(jié)束后，橫向方向調(diào)整下一個(gè)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(gè)試樣粘貼在一個(gè)試樣測試工裝上，雙面膠帶的另一面對著第二個(gè)測試工裝。
4、在測試過程中，試樣最初被第二個(gè)試樣測試裝置壓制。壓縮載荷和壓縮時(shí)間均可調(diào)節(jié)。
5、以拉伸試驗(yàn)方式，在小于半秒鐘時(shí)將試樣與第二個(gè)試樣測試工裝分離。
6、試驗(yàn)結(jié)果是拉伸強(qiáng)度，即相對于試樣表面積的最大拉伸力。
7、在一個(gè)操作步驟中，先對試樣進(jìn)行壓縮，然后進(jìn)行拉伸。
8、對于高強(qiáng)度試樣，測試僅需要使用半個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測試面積是可能的。
9、試驗(yàn)工裝適用于手動(dòng)和半自動(dòng)試驗(yàn)。半自動(dòng)型號允許當(dāng)?shù)谝桓嚇诱跍y試時(shí)，準(zhǔn)備第二根試驗(yàn)。
三、紙板3點(diǎn)彎曲試驗(yàn)
在紙基材料方面3點(diǎn)彎曲試驗(yàn)有局限性。應(yīng)用包括實(shí)心紙板、復(fù)合紙基板和卷筒芯。已有針對芯紙的4點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)；因此，3點(diǎn)彎曲試驗(yàn)是基于公司標(biāo)準(zhǔn)。
紙板3點(diǎn)彎曲試驗(yàn)
3點(diǎn)彎曲試驗(yàn)注意事項(xiàng)：
來自我司的模塊化“積木式”系統(tǒng)的彎曲試驗(yàn)工裝
沒有彎曲傳感器的經(jīng)濟(jì)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(diǎn)彎曲試驗(yàn)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(jìn)特性。我們對測試設(shè)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(diǎn)彎曲試驗(yàn)
按照DIN 53121或ISO 5628，采用4-點(diǎn)彎曲試驗(yàn)方法測量瓦楞紙的彎曲剛度。4點(diǎn)彎曲試驗(yàn)在試驗(yàn)機(jī)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(biāo)準(zhǔn)芯槽高度方向相比體現(xiàn)出明顯的高。
瓦楞紙板4點(diǎn)彎曲試驗(yàn)
4點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的相關(guān)介紹
1、運(yùn)用來自結(jié)構(gòu)材料的彎曲試驗(yàn)的專業(yè)知識(航空材料、陶瓷和高強(qiáng)度鋼)，我司研發(fā)的4點(diǎn)彎曲試驗(yàn)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(dāng)?shù)男詢r(jià)比。而且，其甚至能夠用于我們最小的材料試驗(yàn)機(jī)。
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(dāng)。試樣簡單滴定位在彎曲試驗(yàn)工裝中，接著就可以開始測試。采用彈性極限修正方法自動(dòng)計(jì)算剛度。
4、與彎曲試驗(yàn)工裝一起的砧座的設(shè)計(jì)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(yàn)探測紙巾紙和紙巾制品的耐破強(qiáng)度。這種試驗(yàn)?zāi)M一張紙巾紙被一個(gè)固體物體的機(jī)械式頂破。
紙巾耐破試驗(yàn)
紙巾耐破度試驗(yàn)的相關(guān)介紹
1、所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)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(yàn)機(jī)啟動(dòng)。
3、自動(dòng)夾持試樣，測試過程消除測試人員的影響。
4、一個(gè)拋光的鋼球以恒定速度穿刺試樣的中心位置。
5、使用一個(gè)100N力傳感器，甚至試驗(yàn)力可低于1N，能夠采集所需要的精度。這種試驗(yàn)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(yuǎn)遠(yuǎn)超過常用的測試范圍5至20 N。
6、測量最大試驗(yàn)力(耐破載荷)和單位面積的試驗(yàn)力。
7、因?yàn)樵囼?yàn)機(jī)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(yàn)力-變形行為是可能的。
七、干紙巾拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)
紙巾的拉伸試驗(yàn)需要測出的信息有：剛度、模量、拉伸強(qiáng)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(qiáng)度試驗(yàn)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(yàn)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(qiáng)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(gè)功能層次。
2、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)程序(EN ISO 12625)包含測試順序和在試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度試驗(yàn)
在濕抗張強(qiáng)度試驗(yàn)中，探測紙巾在浸潤狀態(tài)下的強(qiáng)度(或紙)。按照EN ISO 12625-5，紙巾的濕抗張強(qiáng)度測定。如果紙巾在浸水條件下使用或處理，濕抗張強(qiáng)度是關(guān)鍵之一的材料特性。
紙巾濕抗張強(qiáng)度試驗(yàn)
濕抗張強(qiáng)度試驗(yàn)注意點(diǎn)
1、夾鉗式夾具需提供一種簡單的和可靠的測定濕抗張強(qiáng)度方法。
2、試驗(yàn)過程需要滿足易于使用的夾鉗式夾具，及可在浸水強(qiáng)度試驗(yàn)與其它試驗(yàn)之間快速切換兩點(diǎn)。
九、紙箱|包裝箱抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)
紙箱抗壓試驗(yàn)機(jī)是專門用來做包裝容器、紙箱壓縮試驗(yàn)，可完成定壓力、測形變；定形變、測抗壓力；壓潰力及堆碼試驗(yàn)。
紙箱抗壓試驗(yàn)
紙箱壓縮試驗(yàn)機(jī)選購注意點(diǎn)：
1、紙箱抗壓試驗(yàn)機(jī)有數(shù)顯和電腦軟件控制兩款，需根據(jù)自己使用需求來選擇；
2、壓縮高度和試驗(yàn)空間可定制；
3、紙箱抗壓試驗(yàn)機(jī)也可用來做拉伸，彎曲等測試；
4、機(jī)器需有保護(hù)機(jī)制，如：超載保護(hù)、限位保護(hù)、超載停機(jī)、急停開關(guān)等基本功能。
來源：天氏庫力 發(fā)布日期
2019-11-04 瀏覽：