纸与纸板厚度及紧度测试方法详解 - 杭州品享科技有限公司

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纸与纸板厚度及紧度测试方法详解

2025-04-27

从广义上讲,“纸”可以用于描述纸张和纸板。纸与纸板的主要差别在于它们的厚度或定量。但在有些情况下也根据其特征或最终用途来区别。例如,某些定量较低的材料,如折叠盒用纸板,一般归类于“纸板”,而另一些定量较高的材料,如吸墨纸、油毡原纸和制图纸,一般则归类于“纸”。


纸与纸板的厚度是指将其置于两测量面间承受一定的压力,从而测量出的纸与纸板两表面间的距离,其结果以毫米或微米表示。一般厚度随着定量的增大而加厚。而紧度是单位体积纸和纸板的质量,以克每立方厘米表示。紧度反映纸页纤维结合的紧密程度,当定量一定时,厚度越小,紧度越大,其强度性能如抗张强度、耐破强度也相应增大。

纸与纸板具有弹性,厚度的测量受到压强(即测量头面积、压力)和测试时间的影响,厚度随着测量头面积的增大而变大;随着压力的增大而变小,并趋于一定值;测量时间越长,厚度越小。纸和纸板厚度测定仪应满足如下三个参数:

(1) 接触压力100±10)kPa

(2) 接触面积200±5)mm2

(3) 测量头下降速度3mm/s

纸与纸板的厚度按GB/T 451.3-2002《纸和纸板厚度的测定》进行测定,该标准等同采用ISO 534:1988。紧度是通过定量和厚度的计算获得的。


1、 测试仪器及方法标准

 QB/T 1055、GB/T 451.3、ISO 534

2、 测试目的

纸与纸板的厚度会影响纸张和纸板的许多性能,通过测量,对纸与纸板厚薄程度进行定量评价,保证纸与纸板厚薄均匀一致。同时,一定的纸和纸板厚度下,可以降低定量,减少纤维用量,达到节约成本的目的。紧度是根据定量和厚度计算而来,“紧度”大,纸的挺度好,做出的纸箱戳穿强度、耐破度、耐折度、耐压强度就高;“紧度”小,纸的挺度差,做出的纸箱强度指标就低。

3、 测试原理和设备结构

本仪器测试原理可简述为:在规定的静态负荷下,用符合精度要求的厚度计,根据试验要求测量出单张纸页或一叠纸页的厚度,分别以单层厚度或层积厚度来表示结果。根据纸或纸板的定量和单层厚度或层积厚度,分别计算出单层紧度或层积紧度。

厚度仪装有两个互相平行的圆形测量面,一个测量面被固定,另一个测量面能沿其垂直方向移动,其直径为(16.00.5)mm。当厚度计的读数为零时,较小的测量面的整个平面应与较大测量面完全接触。将纸或纸板放入两测量面间进行测量。测量过程中测量面间的压力应为(100士10)kPa,采用恒定荷重的方法,以确保两测量面间的压力均匀,偏差应在规定范围内。其他国家的标准也有采用其他压力进行测量的,美国标准TAPPI T411 om规定其压力为(50士2)kPa。

本仪器(以PN-PT6F智能机型为例)由机械传动、硬件电路、传感器、显示屏及测量控制等部件组成。其外形结构如图1所示。

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1-测量头 2-量砧 3-打印机 4-显示屏 5-电源插座 6-开关 7-天线  8-串口

图1纸与纸板厚度测定仪结构示意图

4、试样的采取、处理及试样的准备

按照国标GB/T 450和GB/T 10739进行试样的采取和处理,避免有褶皱、折痕、裂缝或其他可能影响结果的缺陷的区域。根据ISO 534:2011的规定,单层厚度和层积厚度有尺寸要求,其中层积厚度有测量位置要求。

  4.1 单层厚度

试样尺寸至少60mm×60mm,测量纸板时,试样尺寸不应超过100mm×100mm。至少准备20个试样。

  4.2 层积厚度

试样尺寸最好尺寸为200mm×250mm,即200mm尺寸是纵向(见图2)。如果试样较小,试样尺寸至少为150mm×150mm。


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图2 层级厚度的测量位置

一叠10张,形成测试件;每张纸应朝向相同的方向,即同样的面向上且尺寸相同。每张纸都应该是独立的。准备至少四个测试件,并确保每个测试件的数量和尺寸是一样的。


5、试验步骤及方法

  5.1 单层厚度

在规定的大气条件下进行测试,每个试样测量1个点。

首先调好仪器零点。将试样水平地放入仪器的两个平面之间,距离试样边缘最小距离至少20mm。测量时应轻轻地以低于3mm/min的速度将活动平面压在试样上,以避免产生任何冲击作用,并保证试片与厚度仪测量平面的平行。当示值稳定但要在试样被“压陷”下去前读数,通常(1~2)s内完成读数,应避免人为对厚度仪施加任何压力。重复上述步骤测试其余试样。

  5.2 层积厚度

在规定的大气条件下进行测试,每个试样测量5个点(国标3个点)。

首先调好仪器零点。将试样件水平地放入仪器的两个平面之间,距离边缘(40~80)mm。测量时应轻轻地以低于3mm/min的速度将活动平面压在试样件上,以避免产生任何冲击作用,并保证试片与厚度仪测量平面的平行。当示值稳定但要在试样件被“压陷”下去前读数,通常(1~2)s内完成读数,应避免人为对厚度仪施加任何压力。重复上述步骤测试其余试样件。

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图3  瓦楞纸板厚度测试设备

6、结果计算分析

  6.1 厚度

计算每片试样的厚度平均值,得到单层厚度。计算多层厚度的平均值,再除以层数,得到层积厚度。厚度均以毫米(mm)表示。

     6.2 紧度

计算紧度D,单位为克每立方厘米(g/cm3),由式(1)计算得出:

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式中:

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7、可能的错误操作及误差来源


7.1 可能的错误操作

  7.1.1 开机直接测。

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。

  7.1.2 不清洁测量面,直接测。

少量尘埃一开始可能不会影响读数,但累积到一定程度就造成测试结果不准确。如果测量面上有灰尘,进行清零,将会造成测量结果偏低,一个灰尘的零点偏移可达到5微米。所以,测量面一定要保持清洁。

  7.1.3 用游标卡尺直接测量多张来判断厚度

用游标卡尺直接测量多张厚度,然后除以张数得到单层厚度,这样测定时数值会偏低。在进行厚度测定时是在一定压力下测定的,并且要选择多点接触测定取平均值。

  7.1.4 厚度块规应单个使用,不能组合使用

在测量示值的重复性误差、示值误差时,在检查测量面的平行度时,厚度块规均应单个使用,不能组合使用。为了减少块规的磨损,保证块规的使用精度。

 7.2 主要误差来源

压力测量系统校准不准确本仪器为高精密电子产品,使用一段时间后,因为电子元器件及传感器具的性能变化,测试准确度有一定要漂移,从而会影响测试结果,要定期对仪器进行校准。


本文2023年7月,发表于《纸箱世界》杂志


《纸箱世界》2023年07月品享_00(1).jpg


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