紙與紙板厚度及緊度測試方法詳解

2025-04-27

從廣義上講，“紙”可以用于描述紙張和紙板。紙與紙板的主要差別在于它們的厚度或定量。但在有些情況下也根據(jù)其特征或最終用途來區(qū)別。例如，某些定量較低的材料，如折疊盒用紙板，一般歸類于“紙板”，而另一些定量較高的材料，如吸墨紙、油氈原紙和制圖紙，一般則歸類于“紙”。

紙與紙板的厚度是指將其置于兩測量面間承受一定的壓力，從而測量出的紙與紙板兩表面間的距離，其結(jié)果以毫米或微米表示。一般厚度隨著定量的增大而加厚。而緊度是單位體積紙和紙板的質(zhì)量，以克每立方厘米表示。緊度反映紙頁纖維結(jié)合的緊密程度，當(dāng)定量一定時，厚度越小，緊度越大，其強(qiáng)度性能如抗張強(qiáng)度、耐破強(qiáng)度也相應(yīng)增大。

紙與紙板具有彈性，厚度的測量受到壓強(qiáng)（即測量頭面積、壓力）和測試時間的影響，厚度隨著測量頭面積的增大而變大；隨著壓力的增大而變小，并趨于一定值；測量時間越長，厚度越小。紙和紙板厚度測定儀應(yīng)滿足如下三個參數(shù)：

(1) 接觸壓力：（100±10）kPa；

(2) 接觸面積：（200±5）mm²；

(3) 測量頭下降速度：≤3mm/s。

紙與紙板的厚度按GB/T 451.3-2002《紙和紙板厚度的測定》進(jìn)行測定，該標(biāo)準(zhǔn)等同采用ISO 534:1988。緊度是通過定量和厚度的計(jì)算獲得的。

1、測試儀器及方法標(biāo)準(zhǔn)

QB/T 1055、GB/T 451.3、ISO 534

2、測試目的

紙與紙板的厚度會影響紙張和紙板的許多性能，通過測量，對紙與紙板厚薄程度進(jìn)行定量評價(jià)，保證紙與紙板厚薄均勻一致。同時，一定的紙和紙板厚度下，可以降低定量，減少纖維用量，達(dá)到節(jié)約成本的目的。緊度是根據(jù)定量和厚度計(jì)算而來，“緊度”大，紙的挺度好，做出的紙箱戳穿強(qiáng)度、耐破度、耐折度、耐壓強(qiáng)度就高；“緊度”小，紙的挺度差，做出的紙箱強(qiáng)度指標(biāo)就低。

3、測試原理和設(shè)備結(jié)構(gòu)

本儀器測試原理可簡述為：在規(guī)定的靜態(tài)負(fù)荷下，用符合精度要求的厚度計(jì)，根據(jù)試驗(yàn)要求測量出單張紙頁或一疊紙頁的厚度，分別以單層厚度或?qū)臃e厚度來表示結(jié)果。根據(jù)紙或紙板的定量和單層厚度或?qū)臃e厚度，分別計(jì)算出單層緊度或?qū)臃e緊度。

厚度儀裝有兩個互相平行的圓形測量面，一個測量面被固定，另一個測量面能沿其垂直方向移動，其直徑為（16.00.5)mm。當(dāng)厚度計(jì)的讀數(shù)為零時，較小的測量面的整個平面應(yīng)與較大測量面完全接觸。將紙或紙板放入兩測量面間進(jìn)行測量。測量過程中測量面間的壓力應(yīng)為（100士10)kPa，采用恒定荷重的方法，以確保兩測量面間的壓力均勻，偏差應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。其他國家的標(biāo)準(zhǔn)也有采用其他壓力進(jìn)行測量的，美國標(biāo)準(zhǔn)TAPPI T411 om規(guī)定其壓力為（50士2)kPa。

本儀器（以PN-PT6F智能機(jī)型為例）由機(jī)械傳動、硬件電路、傳感器、顯示屏及測量控制等部件組成。其外形結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1－測量頭 2-量砧 3－打印機(jī) 4－顯示屏 5－電源插座 6－開關(guān) 7－天線 8－串口

圖1紙與紙板厚度測定儀結(jié)構(gòu)示意圖

4、試樣的采取、處理及試樣的準(zhǔn)備

按照國標(biāo)GB/T 450和GB/T 10739進(jìn)行試樣的采取和處理，避免有褶皺、折痕、裂縫或其他可能影響結(jié)果的缺陷的區(qū)域。根據(jù)ISO 534:2011的規(guī)定，單層厚度和層積厚度有尺寸要求，其中層積厚度有測量位置要求。

4.1 單層厚度

試樣尺寸至少60mm×60mm，測量紙板時，試樣尺寸不應(yīng)超過100mm×100mm。至少準(zhǔn)備20個試樣。

4.2 層積厚度

試樣尺寸最好尺寸為200mm×250mm，即200mm尺寸是縱向（見圖2)。如果試樣較小，試樣尺寸至少為150mm×150mm。

圖2 層級厚度的測量位置

一疊10張，形成測試件；每張紙應(yīng)朝向相同的方向，即同樣的面向上且尺寸相同。每張紙都應(yīng)該是獨(dú)立的。準(zhǔn)備至少四個測試件，并確保每個測試件的數(shù)量和尺寸是一樣的。

5、試驗(yàn)步驟及方法

5.1 單層厚度

在規(guī)定的大氣條件下進(jìn)行測試，每個試樣測量1個點(diǎn)。

首先調(diào)好儀器零點(diǎn)。將試樣水平地放入儀器的兩個平面之間，距離試樣邊緣最小距離至少20mm。測量時應(yīng)輕輕地以低于3mm/min的速度將活動平面壓在試樣上，以避免產(chǎn)生任何沖擊作用，并保證試片與厚度儀測量平面的平行。當(dāng)示值穩(wěn)定但要在試樣被“壓陷”下去前讀數(shù)，通常（1～2）s內(nèi)完成讀數(shù)，應(yīng)避免人為對厚度儀施加任何壓力。重復(fù)上述步驟測試其余試樣。

5.2 層積厚度

在規(guī)定的大氣條件下進(jìn)行測試，每個試樣測量5個點(diǎn)（國標(biāo)3個點(diǎn)）。

首先調(diào)好儀器零點(diǎn)。將試樣件水平地放入儀器的兩個平面之間，距離邊緣（40～80）mm。測量時應(yīng)輕輕地以低于3mm/min的速度將活動平面壓在試樣件上，以避免產(chǎn)生任何沖擊作用，并保證試片與厚度儀測量平面的平行。當(dāng)示值穩(wěn)定但要在試樣件被“壓陷”下去前讀數(shù)，通常（1～2）s內(nèi)完成讀數(shù)，應(yīng)避免人為對厚度儀施加任何壓力。重復(fù)上述步驟測試其余試樣件。