包装材料纸和纸板的性能及测试方法教学课件

第四节第四节 纸和纸板的性能及测试方法纸和纸板的性能及测试方法 质量指标质量指标外观质量外观质量物理性能物理性能吸收性能吸收性能光学性能光学性能表面性能表面性能适印性能适印性能其他质量要求其他质量要求.第四节 纸和纸板的性能及测试方法 1一、试样的准备一、试样的准备u采取试样后不能马上用仪器进行测量，采取试样后不能马上用仪器进行测量，先要进行纸的纵、横向、正反面鉴别，先要进行纸的纵、横向、正反面鉴别，然后进行恒温恒湿处理。然后进行恒温恒湿处理。.2 1、纸的纵横向鉴别、纸的纵横向鉴别（1）纸条弯曲法）纸条弯曲法u与原试样的边平行地取两条相互垂直的长与原试样的边平行地取两条相互垂直的长200mm宽宽15mm的纸条，将其重叠，用手指的纸条，将其重叠，用手指捏住一端，使另一端自由地弯向左方或右方，捏住一端，使另一端自由地弯向左方或右方，如果两个纸条末端分开，下面的纸条弯曲大如果两个纸条末端分开，下面的纸条弯曲大为横向；反之则下面的一条为纵向。为横向；反之则下面的一条为纵向。.1、纸的纵横向鉴别.3（2）浸润弯曲法（纸页卷曲法）浸润弯曲法（纸页卷曲法）u切取与边平行的切取与边平行的50mm50mm的试片，并注的试片，并注出相当于原试样边的方向，然后将试片漂浮出相当于原试样边的方向，然后将试片漂浮于水面上，试片卷取时，与卷曲轴平行的方于水面上，试片卷取时，与卷曲轴平行的方向为纸的纵向。向为纸的纵向。.4（3）撕裂法）撕裂法u将纸和纸板撕裂时平滑裂口为纵向，锯齿状将纸和纸板撕裂时平滑裂口为纵向，锯齿状裂口为横向。裂口为横向。（4）测试法（抗张强度法）测试法（抗张强度法）u取两条相互垂直的长取两条相互垂直的长250mm、宽、宽15mm的纸的纸条，测定其抗张强度，一般情况下抗张强度条，测定其抗张强度，一般情况下抗张强度大的为纵向。大的为纵向。.5（5）观察纤维排列方向）观察纤维排列方向u根据纸表面纤维排列方向，网面上大多根据纸表面纤维排列方向，网面上大多数纤维是沿纵向排列的。在显微镜下观数纤维是沿纵向排列的。在显微镜下观察纸面更有利于识别纤维排列方向。察纸面更有利于识别纤维排列方向。.6 2、纸的正反面鉴别、纸的正反面鉴别（1）直观法）直观法u折叠一张试片，观察一面的相对平滑性，从折叠一张试片，观察一面的相对平滑性，从造纸网的菱形压痕往往可以认出网面。水平造纸网的菱形压痕往往可以认出网面。水平放正，使入射光与纸面成放正，使入射光与纸面成45角，视线也与角，视线也与纸面成纸面成45角，观察纸面网痕。也可在显微角，观察纸面网痕。也可在显微镜下观察纸面，有助于于识别网面。镜下观察纸面，有助于于识别网面。.2、纸的正反面鉴别.7（2）湿润法）湿润法u用水或稀用水或稀NaOH溶液浸渍纸面，将多余溶液浸渍纸面，将多余液体排掉，放置几分钟，观察两面，如液体排掉，放置几分钟，观察两面，如有清晰网印即为反面。有清晰网印即为反面。.（2）湿润法.8（3）撕裂法撕裂法u一手拿试片，使纵向与视线平行，与试片表一手拿试片，使纵向与视线平行，与试片表面成水平，用另一手将纸向上拉，首先在纵面成水平，用另一手将纸向上拉，首先在纵向上撕，然后将撕纸的方向逐渐转向横向，向上撕，然后将撕纸的方向逐渐转向横向，向纸的外边撕去。翻过纸面，另一面向上，向纸的外边撕去。翻过纸面，另一面向上，仍按上法撕纸，比较两条撕裂线上的纸毛，仍按上法撕纸，比较两条撕裂线上的纸毛，特别是纵向转向横向时的曲线处，纸毛明显特别是纵向转向横向时的曲线处，纸毛明显的为网面。当网面向上时，纸的毛边更甚。的为网面。当网面向上时，纸的毛边更甚。.（3）撕裂法.93、试样的预处理、试样的预处理u预处理在标准大气中进行的，根据国家标预处理在标准大气中进行的，根据国家标准规定，从准规定，从1994年开始采用的标准大气是年开始采用的标准大气是相对湿度相对湿度(502)%，温度，温度(231)。u处理过程是将试样挂在标准大气室内，使处理过程是将试样挂在标准大气室内，使气流自由接触到试样表面，直到水分平衡气流自由接触到试样表面，直到水分平衡为止。为止。u一般纸处理一般纸处理4h，薄纸板，薄纸板58h，厚纸板则需，厚纸板则需要要48h或更长。或更长。.3、试样的预处理.10二、纸和纸板的主要性能及测试方法二、纸和纸板的主要性能及测试方法（一）外观（一）外观u纸纸的的外外观观质质量量要要求求，是是根根据据纸纸的的不不同同用用途途，对对各各种种外外观观纸纸病病加加以以限限制制或或不不允允许许存存在在，外外观纸病是用感官鉴别。观纸病是用感官鉴别。u外外观观纸纸病病的的产产生生原原因因很很多多，如如原原料料处处理理不不当当，操操作作掌掌握握欠欠佳佳，生生产产规规程程不不严严，包包装装运运输输疏疏忽等造成。忽等造成。.二、纸和纸板的主要性能及测试方法.11 常见的外观纸病有以下几种：常见的外观纸病有以下几种：1、尘尘埃埃 指指用用肉肉眼眼可可见见与与纸纸张张表表面面颜颜色色有有显显著著差别的细小脏点。差别的细小脏点。2、透透光光点点和和透透帘帘 把把纸纸张张迎迎光光照照看看，见见到到纤纤维维层层较较纸纸页页其其他他部部分分薄薄一一些些，而而又又没没有有穿穿破破迹迹象，小的叫透光点，大的叫透帘。象，小的叫透光点，大的叫透帘。3、孔孔眼眼和和破破洞洞 指指纸纸张张上上完完全全穿穿通通的的窟窟窿窿，小小的的叫叫孔孔眼眼，大大的的叫叫破破洞洞。孔孔眼眼多多的的纸纸影影响响防防潮性，不适宜作为包装用。潮性，不适宜作为包装用。.常见的外观纸病有以下几种：.12 4、折折子子 纸纸张张本本身身折折叠叠过过产产生生的的条条痕痕，能能伸伸展展开开的的（仍仍有有折折痕痕）叫叫活活折折子子，不不能伸展开的叫死折子。能伸展开的叫死折子。5、皱皱纹纹 纸纸面面出出现现凹凹凸凸不不平平的的曲曲皱皱，破破坏纸张的平滑匀称，妨碍印刷。坏纸张的平滑匀称，妨碍印刷。此此外外还还有有斑斑点点、裂裂口口、硬硬质质块块、有有无无光光泽泽等等。根根据据等等级级不不同同分分别别规规定定不不允允许存在或加以限制。许存在或加以限制。.4、折子 纸张本身折叠过产生的条痕，能伸展开的（仍有13（二）物理性能（二）物理性能1、定量、定量(W)每平方米纸的重量，单位每平方米纸的重量，单位g/m22、厚度、厚度(d)指纸样在两测量板之间，在一指纸样在两测量板之间，在一 定定压力下直接测出来的厚度，单位压力下直接测出来的厚度，单位mm。通常测。通常测量板与试样的接触面积为量板与试样的接触面积为200mm2，测试压力，测试压力为为10010KPa，。3、紧紧度度(D)指指纸纸的的单单位位体体积积重重，指指纸纸的的结结实实与与松弛程度。单位松弛程度。单位g/cm3.（二）物理性能.14厚度测量仪厚度测量仪.厚度测量仪.154、成成纸纸方方向向 与与造造纸纸机机运运行行方方向向平平行行的的方方向向为为纵纵向向，与与造造纸纸机机运运行行方方向向垂垂直直的的方方向向为为横横向向。纸与纸板的许多性能都有显著的方向性。纸与纸板的许多性能都有显著的方向性。5、纸纸面面 正正面面：指指抄抄纸纸时时与与毛毛毯毯接接触触的的一一面面，也也称称毯毯面面；反反面面：指指抄抄纸纸时时贴贴向向抄抄纸纸网网的的一一面面，也也称称网网面面。纸纸张张的的反反面面由由于于有有铜铜网网纹纹，比比较较粗粗糙糙，也也比比较较疏疏松松，正正面面则则比比较较平平滑滑、紧密。紧密。.4、成纸方向 与造纸机运行方向平行的方向为纵向，与造纸机运166、水水分分 指指单单位位重重量量的的试试样样在在100105温温度度烘烘干干至至重重量量不不变变时时所所减减少少的的重重量量与与试试样样原原重量的百分比，以百分率表示。重量的百分比，以百分率表示。7、平平滑滑度度 指指在在规规定定的的真真空空度度下下，使使定定量量容容积积的的空空气气透透过过纸纸样样与与玻玻璃璃面面之之间间的的缝缝隙隙所所用用的的时间，单位秒时间，单位秒(s)。8、施施胶胶度度 施施胶胶度度也也称称抗抗水水度度或或耐耐水水度度，指指用用标标准准墨墨划划线线后后不不发发生生扩扩散散和和渗渗透透的的线线条条的的最最大宽度，单位大宽度，单位mm。它反应加入胶料的程度。它反应加入胶料的程度。.6、水分 指单位重量的试样在100105温度烘干至重17别克（别克（Bekk）式平滑度测定仪）式平滑度测定仪.别克（Bekk）式平滑度测定仪.18 9、透透气气度度 指指单单位位压压差差作作用用下下，在在单单位位时时间间内内通过单位面积试样的平均气流量。单位通过单位面积试样的平均气流量。单位m3/s。10、吸吸湿湿度度 指指单单位位面面积积的的试试样样在在规规定定的的温温度度和和湿湿度度条条件件下下，贮贮放放规规定定时时间间后后吸吸收收的的潮潮气气（实际水分）的增加量，单位（实际水分）的增加量，单位g/(m2h)。.19（三）机械性质（三）机械性质（1）抗张性能抗张性能 是包装纸和纸板最重要的机是包装纸和纸板最重要的机械性能之一，可以用抗张强度、裂断长和伸械性能之一，可以用抗张强度、裂断长和伸长率来表示。长率来表示。抗张强度抗张强度u纸和纸板单位横截面长度所能承受的最大张纸和纸板单位横截面长度所能承受的最大张力叫抗张强度。即：力叫抗张强度。即：TS=F10-/s；TS抗拉强度抗拉强度MPa；F试样断裂时承受的最大张力试样断裂时承受的最大张力N；S试样的截面积试样的截面积 m.（三）机械性质.20抗张强度测试仪抗张强度测试仪.抗张强度测试仪.21断裂长断裂长断裂长指宽度一致的纸条在自身重量作用下断裂长指宽度一致的纸条在自身重量作用下断裂时的长度用断裂时的长度用m或或Km表示。表示。计算方法：计算方法：Lb=（F/GLw）103/9.8 Lb断裂长，断裂长，Km F平均抗张力，平均抗张力，N G定量，定量，g/m2 Lw试样宽度，试样宽度，mm.断裂长.22 伸长率伸长率 u指纸或纸板受到拉力直到拉断，长度增指纸或纸板受到拉力直到拉断，长度增加与原试样长度之比，以百分率表示，加与原试样长度之比，以百分率表示，伸长率表明纸的韧性，适当的伸长率对伸长率表明纸的韧性，适当的伸长率对于包装纸、特别是纸袋纸十分重要。于包装纸、特别是纸袋纸十分重要。.伸长率.23（2）破裂强度）破裂强度 破裂强度破裂强度又称耐破度，指单位面积纸或纸板又称耐破度，指单位面积纸或纸板所能承受的、均匀增大的垂直最大压力，单所能承受的、均匀增大的垂直最大压力，单位位kPa或或Pa。耐破指数是耐破度除以定量，即耐破指数是耐破度除以定量，即 X=P/G X耐破指数，耐破指数，kPam2/g，P耐破度，耐破度，kPa G定量，定量，g/m2.（2）破裂强度 .24耐破度仪结构原理示意图耐破度仪结构原理示意图.耐破度仪结构原理示意图.25（3）撕裂度）撕裂度 撕撕裂裂度度是是表表明明纸纸的的抗抗撕撕破破能能力力。采采用用预预切切口口将将纸纸两两边边往往相相反反方方向向撕撕裂裂至至一一定定长长度（度（430.5mm）所需的力，单位）所需的力，单位mN。撕撕裂裂度度是是包包装装纸纸、箱箱板板纸纸的的重重要要质质量量指指标。标。.（3）撕裂度.26爱利门道夫撕裂度仪爱利门道夫撕裂度仪.爱利门道夫撕裂度仪.27（4）耐折度）耐折度u耐耐折折度度指指在在一一定定张张力力下下将将纸纸或或纸纸板板往往返返折折叠叠，直直至至折折缝缝断断裂裂为为止止的的双双折折次次数数，分为纵向和横向两项，单位为折叠次数。分为纵向和横向两项，单位为折叠次数。u用用于于测测定定耐耐折折度度的的仪仪器器有有两两种种：一一种种是是肖肖伯伯尔尔式式，折折叠叠角角为为180，适适合合于于厚厚度度小小于于0.25mm的的纸纸张张；另另一一种种是是MIT式式，折折叠叠角角为为135，适适合合于于任任意意厚厚度度的的纸和纸板耐折度的测试。纸和纸板耐折度的测试。.（4）耐折度.28（5）戳穿强度戳穿强度 u戳戳穿穿强强度度指指在在流流通通过过程程中中，突突然然受受到到外外部部冲冲击击时时所所能能承承受受的的冲冲击击力力的的强强度度，单位用冲击能单位用冲击能J表示。表示。.29（6）挺度）挺度挺度挺度反映了弯曲时纸板面层的伸长能力与内反映了弯曲时纸板面层的伸长能力与内层的承压能力，是包装纸板的重要性能。层的承压能力，是包装纸板的重要性能。挺度挺度是指在一定条件下是指在一定条件下,弯曲一端夹紧的试样弯曲一端夹紧的试样至至15的力矩。的力矩。.（6）挺度.30u挺度与纸板厚度、长度、宽度的关系如下：挺度与纸板厚度、长度、宽度的关系如下：S=（ET3/12）B/L2 E杨式模量杨式模量 T纸板厚度纸板厚度 B纸板宽度纸板宽度 L纸板长度纸板长度 S纸板的挺度纸板的挺度.挺度与纸板厚度、长度、宽度的关系如下：.31（四）光学性质（四）光学性质1、白白度度 指指白白色色或或接接近近白白色色的的纸纸或或纸纸板板的的表表面面对对蓝蓝光光的的反反射射率率，以以相相对对于于蓝蓝光光照照射氧化镁标准板表面的反射百分率表示。射氧化镁标准板表面的反射百分率表示。2、透透明明度度 指指可可见见光光透透过过纸纸的的程程度度。在在划划有有墨墨汁汁线线条条的的白白纸纸上上，覆覆盖盖若若干干张张试试样样，以能看清楚线条的最多层数为其透明度。以能看清楚线条的最多层数为其透明度。.（四）光学性质.32 （五）化学性质（五）化学性质 1、灰灰分分 指指纸纸灼灼烧烧后后残残渣渣的的重重量量与与绝绝对对干干试试样样重重量量之之比比，以以百百分分率率表表示示。测测定定纸纸的的灰灰分分主主要要是是为为了了检检验验纸纸中中填填料料的的含含量量是是否否适适合合纸纸的的使用性能。使用性能。2、酸酸、碱碱度度 纸纸在在制制造造过过程程中中，由由于于方方法法不不同同，使使纸纸呈呈酸酸性性或或碱碱性性。酸酸、碱碱性性大大都都能能使使纸纸的的质质量量显显著著降降低低，必必须须严严格格控控制制。测测定定方方法法有有两两种种：利利用用水水的的抽抽出出物物，采采用用pH计计测测量量或或中中和滴定法进行测定。和滴定法进行测定。.（五）化学性质.33