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纸与纸板定量测试方法详解

定量也称克重,为纸或纸板最基本的一项指标,是指单位面积纸或纸板的质量,以克每平方米(g/m2)表示。定量的高低决定纸或纸板强度的高低。一般而言,选择高定量的原纸有利于瓦楞纸板和瓦楞纸箱强度的提高,但由于瓦楞纸板生产线是连续生产的,其原纸必须采用卷筒纸,而卷筒纸是按质量销售的,这意味着质量一定时,纸或纸板的定量越小,使用面积越大,可获得的产品数量越多,因此,在保证强度的基础上,低克重高强度的纸张有利于降低成本。
在纸箱技术标准中,规定的都是“面、里纸的综合定量”,中外标准中定量的单位不同,目前有两种定量表示方法:一种是克每平方米(g/m2),国际通用;另一种是磅每一千平方英尺(lb/1000ft2),主要是美英国家使用。两者之间的换算关系为:
1 lb/1000ft2 = 4.8824 g/m2
中国包装用纸的标准主要分两部分:
1、国标GB/T 13024-2016 “箱纸板”(民间俗称“牛皮纸”),规定的定量从90 g/m2~360 g/m2。由于我国是个造纸木浆匮乏的国家,主要以再生废料为原料,所以该标准中,分别列出了“优等品”、“一等品”和“合格品”三种,他们在紧度、耐破、环压、平滑度、耐折度、吸水性等技术指标上差异很大,而欧美发达国家没有后两种,所以我们蔡配材时一定要注意这一点。
2、国标GB/T 13023-2008 “瓦楞芯(原)”,规定的定量从80 g/m2~200 g/m2。而且也列出了“优等品”、“一等品”和“合格品”三种,在优等品中又细分了“AAA”、“AA”和“A”三类,其中“优等品 AAA”的物理指标与欧美的用纸标准相近。
定量的国标有2个: GB/T 451.2-2002《纸和纸板定量的测定》和GB/T 22811《瓦楞纸板 分离后组成原纸定量的测定》。
瓦楞纸板的定量采用国标GB/T 22811-2008,对瓦楞纸板样品进行浸渍处理,使其组成原纸彼此分离,然后对这些组成原纸进行干燥和处理,然后再按照纸和纸板GB/T 451.2方法测定其定量。

一、测试仪器及方法标准

GB/T 451.2、ISO 536、TAPPI T410

二、测试目的
我们使用纸张时一般是使用纸页的面积,因此要保证一定的使用面积,尤其卷筒,定量增加使用面积减少。若保证使用面积,就必须增加纸的重量,势必造成原料的浪费。定量影响纸张的整个物理、光学和电气性能。一般的物理性能如抗张强度、耐破度、撕裂度等都与定量有关。为使同一类型的纸的强度相互比较,常常换算成抗张指数、耐破指数、撕裂指数等。

三、测试原理和设备结构

(一)测试原理

采用定量取样器准确地切取面积为0.01m2的试样10张,放在合适的电子天平上进行称量,然后乘以10即为定量结果。
(二)设备结构
定量取样器(以PN-SC100圆形定量取样器为例)外形结构如图1所示。

1-底座 2-下刀口 3-上刀口 4-机架 5-把手 6-保护罩 
图1  PN-SC100 圆形定量取样器

四、试样的采取、处理及容器的准备

试样的采取按GB/T 450进行,样品的张数应不小于五张,其总面积至少够10个试样。取样尺寸100cm2(0.01m2),试样数量至少10个。
为了保证取样准确,要用专用取样器(圆形定量取样器)裁切试样,试样面积与规定面积相比,每100次中应有95次的偏差范围在±1.0%以内。如果发现试样裁切未达到规定,每个试样的尺寸精确至0.5mm,并计算其面积。

五、实验步骤及方法

将五张样品沿纸幅纵向叠成五层,然后沿横向均匀切取0.01m2的试样两叠,共10片试样,用感量为0.001g的电子天平准确地一次称取10片试样的质量m,若试样质量大于5g,可用感量为0.01g的电子天平称量。具体定量测试步骤见图2。称重时,应防止气流或振动影响天平测试精度。

图2   定量测试步骤图示
六、结果结算分析

式中,

七、可能的错误操作及误差来源

(1)一次切取多张试样

        切取厚度0.05mm以上纸张只能单张切取,否则会减少仪器的使用寿命。

(2)取样有毛边

     刀口不锋利,联系厂家进行维修。
(3)发生“啃刀”现象
       如果发现“啃刀”现象,切勿强行下按,以免损坏切刀刃口,联系厂家进行维修。

(4)只切取一张试样

      只切取一张100cm2的试样,用天平进行称量,称量结果乘以100得到定量值。这样偏差比较大,不具有代表性。

(5)电子天平精度不够

       按标准要求所称量值应精确到0.001g,从理论上看使用感量为0.001g的天平就够了。但是,在实际工作中却很有可能遇到天平末尾数漂移,不能保证精确度。为了保证精确度,最好选用感量为0.0001g的电子天平。称量结果精确到小数点后三位。

(6)每次称量后,示值不回零

      天平未调水平、未预热、未预加载、线性不好和更换位置后没校准可能会产生这种示值不回零的情况。电子天平是电子仪器,测量前要预热30min以上,使内部电子器件达到热稳定平衡。预加载是对电子天平进行短暂加压和卸压操作,这是因为天平长时间不使用后,其内部传感器是处于休眠状态,金属弹片也停止了工作,此时的电子天平性能处于不稳定状态,示值稳定性和回零不好。电子天平首次使用前,先调水平,开机预热,测量前先进行预加载,定期进行校准。 
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本论于2023年3月发表于《纸箱世界》杂志

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