紙和紙板內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)定

本標(biāo)準(zhǔn)由全國造紙工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC141）歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國制漿造紙研究院、國家紙張質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、中國造紙協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)委員會(huì)，東莞市勤達(dá)儀器有限公司

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：史記。

紙和紙板 內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)定 (Scott型)

000011 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了紙和紙板內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)定方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于單層及多層紙和紙板，包括涂布紙和表面覆有合成聚合物膜的紙和紙板。

本標(biāo)準(zhǔn)不適用于低定量、多孔、柔軟或低密度的紙和紙板。

000012 規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T 450  紙和紙板 試樣的采取及試樣縱橫向、正反面的測(cè)定

GB/T 10739  紙、紙板和紙漿試樣處理和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件

3  原理

雙面膠-試樣-雙面膠的組合形成一個(gè)夾層結(jié)構(gòu)，該夾層被壓在一個(gè)金屬平砧和一個(gè)鋁塊之間，結(jié)構(gòu)如圖1所示。用擺撞擊鋁塊上部的內(nèi)表面，使鋁塊翻轉(zhuǎn)，并在Z向破壞試樣（見圖2）。通過測(cè)定擺動(dòng)的最高位置來計(jì)算試樣被破壞過程中吸收的能量。影響測(cè)定結(jié)果的因素包括：擺在鎖定狀態(tài)時(shí)的勢(shì)能；擺動(dòng)的最高位置；擺將一個(gè)不帶試樣的鋁塊敲落所需要的能量；摩擦損失；擺的內(nèi)部震動(dòng)損失；雙面膠的粘力。

 儀器和設(shè)備

4.1  試樣制備臺(tái)：一次可壓制出5個(gè)(25.4×25.4)mm的試樣，適用試樣的最大厚度為1.25mm，可選擇夾持試樣的壓力為(345～1034)kPa，至少以345kPa壓力增加。最常用的夾持壓力為(690±21)kPa和(1034±34)kPa。固定板是試樣制備臺(tái)上的一個(gè)組成部分，用于夾緊五個(gè)鋁塊并使其保持一條直線，防止試樣在壓制過程中發(fā)生彎曲。

4.2  擺：裝在底座上，一個(gè)軸裝在球或類似低摩擦軸承的兩點(diǎn)上，擺的重心距離軸的中心線(127.0±0.6)mm。擺從水平位置開始至少可自由旋轉(zhuǎn)180度，擺上的撞擊球應(yīng)在豎直方向時(shí)撞擊鋁塊（見4.4）。球的重心下落的高度決定了擺撞擊鋁塊時(shí)的速度。如果在擺上增加砝碼，砝碼應(yīng)固定在保證重心不變的位置上。如果增加砝碼后改變了擺上撞擊球的重心，則應(yīng)在儀器高量程校準(zhǔn)時(shí)考慮該因素。

4.3  鎖緊裝置：可將擺固定在水平位置上，并能滿足擺瞬間釋放的需要。

4.4  一個(gè)固定的金屬平砧和一個(gè)可分離的直角鋁塊（在橫截面上呈直角）。制備好的試樣、金屬平砧和鋁塊固定在一個(gè)試樣臺(tái)上，其位置應(yīng)使擺動(dòng)軸（旋轉(zhuǎn)軸）處于直角鋁塊的外沿，擺可以撞擊鋁塊的中心，見圖2。

4.5  機(jī)械式或電子式記錄裝置：當(dāng)擺被釋放，并擺過垂直位置時(shí)，記錄擺動(dòng)的最高位置。

4.6  儀器的量程范圍應(yīng)為(0～525)J/m2。

4.7  擴(kuò)大儀器量程的可選方式：可以通過改變整個(gè)擺、在擺上增加砝碼或減少試樣表面積（不超過40%）來實(shí)現(xiàn)。

4.8  取樣器：可裁切出25.4mm寬的試樣，且試樣兩側(cè)邊的平行度應(yīng)不超過0.1mm，其長度可滿足試樣制備臺(tái)的需要。

4.9  小刀或多刃裁切工具，用于分離和整飾5個(gè)試樣，以獲得整齊的邊緣。通過試樣制備臺(tái)上金屬平砧間的距離來確定合適的刀刃寬度，該寬度由儀器制造商規(guī)定，可為0.25mm或0.38mm。

4.10  雙面膠寬度為(25.4±0.08)mm，粘在一張起皺的離型紙上。雙面膠對(duì)不銹鋼的粘附力應(yīng)至少為486N/m，標(biāo)稱厚度應(yīng)為0.13mm。

注：雖然制造商說明雙面膠的保存期為1年，但是，6個(gè)月后，雙面膠的粘附力會(huì)發(fā)生明顯的松弛。應(yīng)把雙面膠存放在陰涼、干燥的空調(diào)房?jī)?nèi)，最好保持在23°C、50%相對(duì)濕度的環(huán)境中。雙面膠上有褶皺和縫隙（包含一個(gè)疏松傷口）時(shí)會(huì)加速干燥，從而導(dǎo)致粘附力降低。應(yīng)至少剝?nèi)?/span>(2～3)m舊雙面膠，直至可以使用。

4.11  溶劑：用于從金屬平砧和鋁塊上去除殘余的膠粘劑，例如異丙醇。

5  儀器的校準(zhǔn)

5.1  將儀器放置在穩(wěn)固的臺(tái)面上，仔細(xì)調(diào)節(jié)儀器至水平。

注：使用一只75mm或更長的機(jī)械水平儀來校準(zhǔn)水平比較合適，而不是使用儀器上分辨率有限的水平儀。按儀器說明書的要求，使用試樣臺(tái)或校準(zhǔn)砝碼作為參考面從兩側(cè)和前后來調(diào)節(jié)儀器的水平。

5.2  檢查組合擺的結(jié)構(gòu)完整性，可以通過在垂直于旋轉(zhuǎn)軸、并沿其長度方向輕輕地扭動(dòng)擺來進(jìn)行。如果擺的下部相對(duì)于擺身發(fā)生輕微的松弛，內(nèi)部振動(dòng)損失會(huì)影響校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性，則整個(gè)擺應(yīng)該重新裝一下。

5.3  按照儀器說明書的要求，鎖緊擺，然后將擺釋放，建立一個(gè)自由擺動(dòng)校準(zhǔn)點(diǎn)。對(duì)于機(jī)械式儀器為“校準(zhǔn)”線和 “零點(diǎn)”間的角度差；或?qū)τ陔娮邮絻x器為“自由擺數(shù)”和 “零點(diǎn)”間的角度差，該角度差代表將一個(gè)空白鋁塊從擺上撞落所需要的能量。

5.4  對(duì)于機(jī)械式儀器，應(yīng)調(diào)節(jié)擺的摩擦螺母來確定合適的空擺，從而完成校準(zhǔn)程序。

5.5  對(duì)于電子式儀器，應(yīng)按儀器說明書來調(diào)節(jié)擺垂直位置的讀數(shù)。如果需要，應(yīng)重新檢查和調(diào)節(jié)空擺的讀數(shù)值。

5.6  如果儀器附帶校準(zhǔn)測(cè)試砝碼，則應(yīng)按說明書要求做擺的撞擊測(cè)試。測(cè)試砝碼讀數(shù)可接受的誤差由制造商規(guī)定。撞擊后，應(yīng)抓住自由砝碼，保證其表面不會(huì)因落在硬表面上而被破壞。

6  取樣

6.1  按GB/T 10739規(guī)定的大氣條件對(duì)試樣進(jìn)行溫濕處理，并進(jìn)行試驗(yàn)。

6.2  按GB/T 450制備試樣。

6.3  準(zhǔn)確切取試樣(25.4±0.1)mm寬、140mm長，裁切過程中應(yīng)拿試樣的邊緣，并保證試樣無變形或起皺。

7試驗(yàn)步驟

7.1  試驗(yàn)儀器應(yīng)按照5.1～5.6的要求校準(zhǔn)。

7.2  調(diào)節(jié)并確認(rèn)試樣制備臺(tái)在所有位置施加的均勻壓力為(690±21)kPa，半自動(dòng)儀器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)3s的夾持時(shí)間。為避免雙面膠與金屬（平砧或鋁塊）發(fā)生分離，應(yīng)采用690kPa以上的壓力。

注：壓力過大、施壓時(shí)間過長都會(huì)導(dǎo)致膠粘劑遷移到試樣上。

7.3  將金屬平砧按照序號(hào)放在制備臺(tái)的相應(yīng)位置上，并使前面銷子上的定位孔和槽朝后。保證金屬平砧和鋁塊上沒有上次試驗(yàn)留下的膠粘劑和殘余纖維。

7.4  拉出一條足夠長的雙面膠，覆蓋在金屬平砧上，并多出25mm。如果有褶皺、干燥點(diǎn)或明顯的膠粘劑松弛，這部分的雙面膠應(yīng)舍棄不用。在導(dǎo)銷間仔細(xì)擺放，使雙面膠處于金屬平砧的槽或脊的中間位置。應(yīng)避免在試樣區(qū)域的前后發(fā)生重疊。放置過程中，在雙面膠上應(yīng)施加輕微的張力，以避免雙面膠下出現(xiàn)氣泡。用刀背輕輕敲擊，以排除滯留的空氣，增加膠粘面積。

7.5  將待測(cè)試樣準(zhǔn)確地放置在第一條雙面膠上，注意應(yīng)拿著試樣的兩端。裁切雙面膠，拉出第2條雙面膠，置于導(dǎo)銷之間，覆蓋試樣并多出至少25mm。將**條雙面膠準(zhǔn)確地放置在試樣上。避免雙面膠在試樣的前后邊緣重疊，防止雙面膠與雙面膠的連接，雙面膠連接會(huì)阻止試樣破壞，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果無效。用刀裁切雙面膠-試樣-雙面膠復(fù)合層。

7.6  將裝有5個(gè)直角鋁塊的固定裝置定位放好，使其垂直面向前。接觸雙面膠的每個(gè)鋁塊的表面應(yīng)平整，沒有劃痕和缺邊。

注：磨損和受污染的鋁塊會(huì)使結(jié)果產(chǎn)生至少15%的誤差。

7.7  對(duì)于機(jī)械式試樣壓緊裝置，用凸邊螺釘將固定板夾緊。通過向前拉動(dòng)凸輪桿(2～3)s來施加壓力。夾持時(shí)間過長或壓力過高都會(huì)導(dǎo)致膠粘劑遷移到試樣上，從而使試驗(yàn)結(jié)果無效。將手柄拉回到頂部，釋放壓力。

7.8  對(duì)于氣動(dòng)式或水壓式試樣壓緊裝置，按儀器說明書操作，按下自動(dòng)壓緊環(huán)。夾持壓力應(yīng)為(690±21)kPa。

注：內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度低于900J/m2，出現(xiàn)以下情況時(shí)，雙面膠-金屬剝離將不會(huì)發(fā)生：a)雙面膠新制，并且定位正確；b)試樣平砧和鋁塊平整、無污點(diǎn)；c）試樣受到的壓力能產(chǎn)生均勻和平整的面對(duì)面接觸。對(duì)于這種情況690kPa的夾持壓力即可滿足本試驗(yàn)的要求。內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度高于900J/m2時(shí)，可能需要將夾持壓力增加至1035kPa。對(duì)于低定量和低厚度的打印紙，不要增加夾持力，因?yàn)殡p面膠可能會(huì)滲透到試樣中，致使雙面膠彼此結(jié)合。在很容易變形的試樣上不要增加夾持力，例如手抄片或箱紙板，過大的壓力將導(dǎo)致異常的試驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)測(cè)試定量較大且不容易被破壞的試樣時(shí)，增加夾持力可能有效，例如紙芯用紙板和紙盒。

7.9  小心地打開并移走固定板，使鋁塊粘在雙面膠-試樣-雙面膠復(fù)合層上。用小刀將5個(gè)試樣分離。在每組連續(xù)的鋁塊和平砧間插入小刀，使其彼此分離。在最后一個(gè)試樣上，小心裁切，避免雙面膠重疊或缺口。

7.10  將擺轉(zhuǎn)到右端，直至被鎖住。對(duì)于機(jī)械式儀器，塑料指針應(yīng)指向同一位置，確保指針接觸擺上的鎖銷。將試樣放置在試樣臺(tái)上，平砧的溝槽朝右，鋁塊的垂直部分朝左。只要定位銷位置允許，平砧應(yīng)遠(yuǎn)離左邊。機(jī)械式儀器用滾花螺釘保證鎖緊，或啟動(dòng)自動(dòng)夾持保證鎖緊。

7.11  試驗(yàn)時(shí)，釋放擺，使其破壞試樣。對(duì)于機(jī)械式儀器，快速壓下鎖，保證銷不會(huì)拉動(dòng)下面的鎖。對(duì)于電子式儀器，用食指按下下降開關(guān)，并在擺經(jīng)過垂直位置前，釋放開關(guān)。在擺回程時(shí)重新鎖住擺。讀取結(jié)果，將機(jī)械式儀器的指針回零，從試樣臺(tái)上取走第一個(gè)平砧，進(jìn)行下一個(gè)試驗(yàn)。

7.12  檢查試樣上下面的破壞情況。若在試樣中間層附近出現(xiàn)分層、在任何平面上僅有纖維、多層破壞、帶有**層的枕狀剝離、或上下層帶有纖維塊的分離，就表明試驗(yàn)結(jié)果是可接受的。相反地，若出現(xiàn)部分分層，試樣上整塊舌狀剝離、雙面膠間明顯結(jié)合，或任何類型的雙面膠穿透現(xiàn)象，均表明該試驗(yàn)結(jié)果不滿足要求。若在破裂處的前部邊緣發(fā)生雙面膠-金屬剝離現(xiàn)象，則表明該試樣無效。若在破裂處的后部邊緣發(fā)生雙面膠-金屬剝離，只要該試驗(yàn)結(jié)果在其他試驗(yàn)結(jié)果的1%標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)，即可認(rèn)為該試樣有效。

7.13  在試樣的測(cè)試方向上應(yīng)進(jìn)行5次試驗(yàn)。對(duì)于許多紙來說，縱向和橫向的試驗(yàn)結(jié)果沒有明顯的差異。但是試驗(yàn)方向應(yīng)一致，并在報(bào)告中注明。

8  結(jié)果的表示

   內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度以J/m2表示，結(jié)果保留三位有效數(shù)字。

9  試驗(yàn)報(bào)告

9.1  本國家標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)；

9.2  報(bào)告測(cè)試方向，以及：

9.2.1  結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，保留兩位有效數(shù)字，或者以百分?jǐn)?shù)表示。

9.2.2  舍棄的試驗(yàn)次數(shù)，以及舍棄的原因。

9.2.3  所用雙面膠類型和夾持壓力。

9.3  試驗(yàn)過程中的任何偏離，例如，夾持時(shí)間不是(2～3)s，或者夾持壓力不是690kPa。

9.4  所有不規(guī)則的破壞表面。

9.5  如果儀器重復(fù)地不能從試驗(yàn)條上拉壞試樣，擴(kuò)大儀器量程也不可行，試驗(yàn)結(jié)果可以報(bào)告為“超出（儀器的上限，以J/m2表示）。”