本標(biāo)準(zhǔn)等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 2759《紙板——耐破度的測(cè)定》。
1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采用液壓遞增法原理測(cè)定紙板耐破度的方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于測(cè)定耐破度在 360~5500kPa(3.6~56.1kgf/cm2)的各種類型紙板(包括實(shí)心紙板和
瓦楞紙板)。
本標(biāo)準(zhǔn)不適用于高伸長(zhǎng)率以及多層復(fù)合瓦楞紙板。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 450 紙和紙板試樣的采取
GB/T 451.2 紙和紙板定量的測(cè)定法
GB/T 4687 紙、紙板、紙漿的術(shù)語(yǔ) 第一部分
GB/T 10739 紙漿、紙和紙板 試樣處理和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣
3 術(shù)語(yǔ)
耐破度、耐破指數(shù)見(jiàn)GB/T 4687—1984中 7.36和 7.37。
4 原理
符合規(guī)定的儀器以一定的壓力將試樣夾于上、下夾盤(pán)間,用一往復(fù)恒速液壓唧筒,將膠膜與試樣凸起,
直至試樣破裂,所施加的液壓的最大值,即試樣的耐破度。
5 儀器
5.1 夾盤(pán)系統(tǒng)
PT-204紙箱破裂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)夾盤(pán)系統(tǒng)為牢固而均勻地夾持試樣,上、下夾盤(pán)是兩個(gè)彼此平行的環(huán)形平
面,環(huán)面平整并帶有溝紋(見(jiàn)附錄A),附錄A內(nèi)給出了夾盤(pán)系統(tǒng)的尺寸。
5.1.1 上夾盤(pán)與加壓軸用鋼珠或相似活節(jié)裝置連接,以保證夾盤(pán)壓力分布均勻。
5.1.2 上下夾盤(pán)內(nèi)孔應(yīng)同心,同心度的最大誤差不得超過(guò) 0.25mm,兩夾盤(pán)表面應(yīng)平整而相互平行,夾盤(pán)
的檢查方法見(jiàn)附錄B。
5.1.3 為防止試樣滑動(dòng),兩平盤(pán)間應(yīng)有足夠的夾持力,該力的大小以不損壞試樣為限,一般夾持力不低于
690kPa(7kgf/cm2)(見(jiàn)附錄 C)。在測(cè)定瓦楞紙板時(shí),壓力在 690kPa(7kgf/cm2),雖然防止滑動(dòng)但
大多數(shù)紙板瓦楞被壓塌,因瓦楞紙板耐壓強(qiáng)度不同,所以在試驗(yàn)報(bào)告中,應(yīng)注明夾持壓力和瓦楞是否被壓
塌。
5.2 膠膜
5.2.1 膠膜是圓形的,由橡膠彈性材料制成,其規(guī)格尺寸見(jiàn)附件F。
5.2.2 固定夾緊膠膜時(shí),膠膜的上表面比下夾盤(pán)上表面低約4.7mm。
5.2.3 膠膜的彈性阻力,在膠膜凸出下夾盤(pán)表面 10mm 時(shí),其阻力范圍為 170~220kPa(1.7~
2.2kgf/cm2),凸出18mm 時(shí),其阻力范圍為250~350kPa(2.5~3.6kgf/cm2)。
膠膜應(yīng)經(jīng)常檢查,發(fā)現(xiàn)膠膜不符合要求時(shí),應(yīng)及時(shí)更換,安裝膠膜時(shí),要趕走所有集聚在膠膜下的空
氣。
5.3 液壓系統(tǒng)
用活塞推動(dòng)適宜的液體(如:化學(xué)純甘油、含緩蝕劑的乙二醇或低粘度的硅油),向膠膜下勻速施加
壓力,直至試樣破裂。液壓系統(tǒng)和使用的液體應(yīng)沒(méi)有空氣泡,活塞送液量為170±15mL/min(見(jiàn)附表E)。
活塞必須由電機(jī)帶動(dòng)。
5.4 壓力表
5.4.1 布爾登管式壓力計(jì),在壓力表量程的 25%~75%范圍內(nèi)使用。絕對(duì)不能在低于 15%和高于 85%的
范圍使用,表盤(pán)刻度最小直徑為95mm,刻度的弧度不小于270°。工作范圍內(nèi)任一點(diǎn)的精度應(yīng)為刻度盤(pán)最
大量程的0.5%。壓力表應(yīng)有排氣孔,表盤(pán)至少分成70個(gè)格。
5.4.2 壓力表的膨脹性在整個(gè)工作量程范圍內(nèi)應(yīng)穩(wěn)定在20%以內(nèi),即使到最大量程時(shí),需輸給的液體也不
超過(guò)0.4mL(見(jiàn)附錄E)。 5.4.3 壓力表與指針間的摩擦力矩約0.3mN·m,而指針轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在1~10g·cm2內(nèi)為宜(見(jiàn)附錄D)。
5.4.4 壓力傳感器操作慣量可忽略不計(jì),膨脹和壓力記錄器的誤差在 0.2%以內(nèi),數(shù)字顯示裝置,試樣破
裂后,讀數(shù)變化不大于1個(gè)單位。
5.5 校準(zhǔn)
壓力表的校準(zhǔn)見(jiàn)附錄D;
液壓系統(tǒng)的檢查見(jiàn)附錄E;
試樣夾盤(pán)的檢查見(jiàn)附錄B;
夾持力的檢查見(jiàn)附錄C;
膠膜的規(guī)格尺寸見(jiàn)附錄F。
6 試樣的采取、制備和處理
6.1 試樣的采取按GB/T 450的規(guī)定進(jìn)行,每個(gè)試樣切成100mm×100mm的規(guī)格。
6.2 試樣應(yīng)按 GB/T 10739規(guī)定進(jìn)行溫濕處理。
7 試驗(yàn)步驟
按標(biāo)準(zhǔn)采取并處理的試樣,測(cè)試時(shí)必須在所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)溫、濕度條件下進(jìn)行。
首先選擇合適的測(cè)量范圍。須預(yù)測(cè)時(shí)用大量程的壓力表進(jìn)行。
將試樣放入上、下夾盤(pán)之間。試樣必須超過(guò)上夾盤(pán)的整個(gè)面積。落下上夾盤(pán),調(diào)至所需的壓力,開(kāi)動(dòng)
儀器,以適當(dāng)?shù)乃俾试黾訅毫Γ敝猎嚇悠屏选M嘶鼗钊钡侥z膜低于下夾的表面,讀取壓力表(或數(shù)字
顯示)壓力值,然后抬起上夾盤(pán)。讀數(shù)回零,準(zhǔn)備下一個(gè)測(cè)試。
若發(fā)現(xiàn)試樣滑動(dòng)或因壓潰而破裂不正常者,應(yīng)將該讀數(shù)舍去。
將沿橫向紙幅均勻切取的試樣,以正、反面各10個(gè)試樣貼向膠膜進(jìn)行測(cè)定,但在一試驗(yàn)中不得壓進(jìn)曾
被夾盤(pán)壓過(guò)的試樣進(jìn)行測(cè)試。
8 測(cè)試結(jié)果的計(jì)算
耐破指數(shù)X(kPa·m2/g)由下式計(jì)算:
X=P
W
式中:P——平均耐破度,kPa;
W——試樣的定量,g/m2。
耐破度、耐破指數(shù)取三位有效數(shù)字。
9 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精密度 結(jié)果的精密度決定于試樣的均勻程度和其他一些因素,如壓力表的誤差、夾持力
的情況、加壓速率、系統(tǒng)中有無(wú)空氣、膠膜的情況等。
%
項(xiàng)目重 復(fù) 性再 現(xiàn) 性
數(shù)值
范圍3.8~8.53.8~8.5
一般<510
10 試驗(yàn)報(bào)告
試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容:
a. 本國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編號(hào);
b. 使用的儀器和型號(hào);
c. 試驗(yàn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)溫濕度條件;
d. 耐破度平均值(必要時(shí)分別報(bào)告正、反面結(jié)果);
e. 如有要求,報(bào)告耐破指數(shù);
f. 報(bào)告結(jié)果的變異系數(shù)或95%置信區(qū)間; g. 測(cè)定時(shí)所用的夾持壓力;
h. 測(cè)定瓦楞紙板時(shí),注明瓦楞是否壓塌;
i. 與本方法有何偏離。
附 錄 A
夾盤(pán)系統(tǒng)尺寸
(參考件)
注:R、R1、R2、U、V、X和 Y在下文中規(guī)定。
圖A1 夾子
圖A2 可選擇下夾盤(pán)1)
注:1)有時(shí)可從北美制造的儀器上見(jiàn)到這種夾盤(pán)。
U和 V應(yīng)有足夠大的尺寸,以保證在使用時(shí)夾盤(pán)不變形,上夾盤(pán)的厚度不小于9.5mm,使用較滿意。
X和 Y的尺寸決定于耐破儀的底座與使用的膠膜,以牢固夾住膠膜為適宜。
上夾盤(pán)的內(nèi)孔直徑ф31.5±0.05mm,下口的曲率半徑R1 為0.6mm 左右。這樣即減少膠膜的損傷,又
不影響上夾盤(pán)的直徑。
下夾盤(pán)的內(nèi)孔直徑 ф31.5±0.05mm,半徑 R 是由尺寸 5.5±1.0mm 和 3±1mm 的范圍來(lái)確定,R 的圓
弧應(yīng)與內(nèi)孔的垂直面以及下夾盤(pán)的底面相切。半徑為 3.0mm,R2 為 0.4mm 左右。也可選擇下夾盤(pán)圖 A2
的尺寸。
為了防止測(cè)試時(shí)試樣滑動(dòng),與紙接觸的上、下夾盤(pán)表面,按下列尺寸刻有螺紋或同心槽。
a. 螺距為 0.9±0.1mm,深度不小于 0.25mm 的 60°V 形連續(xù)螺紋。螺紋在距上、下夾盤(pán)外圓的邊為
3.2±0.1mm處開(kāi)始。
b. 一系列間距為 0.9±0.1mm,深度不小于 0.25mm 的 60°V 形同心槽。最里面的槽距內(nèi)孔的邊沿為
3.2±0.1mm。
上夾孔上應(yīng)有足夠的空間,使試樣自由凸出。該空間有一個(gè)小孔與大氣相通。小孔的直徑4mm左右,
足以使試樣上部的空氣逸出。
附 錄 B
試樣夾盤(pán)的檢查
(參考件)
將一張復(fù)寫(xiě)紙和一張白色薄頁(yè)紙放在上、下夾盤(pán)中間,用正常的夾持力夾緊,如夾盤(pán)是良好的,由復(fù)
寫(xiě)紙轉(zhuǎn)印到白紙上的印痕是均勻而清晰的,而在整個(gè)夾盤(pán)面上輪廓分明。轉(zhuǎn)動(dòng)上夾盤(pán),轉(zhuǎn)后夾盤(pán)印應(yīng)與原
印痕重疊。
上、下夾盤(pán)同心度的檢查,用兩張復(fù)寫(xiě)紙夾一張白色薄頁(yè)紙,用正常夾持力夾緊檢查上、下夾盤(pán)壓出
的印痕是否重合。
附 錄 C
夾持力的檢查
(參考件)
耐破度測(cè)定儀有液壓或氣壓的夾緊設(shè)置,借用壓力表調(diào)節(jié)其夾持力,必須將壓力校準(zhǔn),再根據(jù)活塞直
徑與夾盤(pán)表面的接觸面積,即可準(zhǔn)確地得出夾持力的值。
手輪式或杠桿式夾緊裝置,均需用測(cè)力計(jì)校準(zhǔn)后,確定手輪的落下位置或簧的壓縮程度,得出所需夾
持力。
附 錄 D
壓力表的校準(zhǔn)
(參考件) 壓力表的校準(zhǔn)用活塞型靜重壓力計(jì)或汞柱壓力計(jì)進(jìn)行靜態(tài)校準(zhǔn)。將壓力計(jì)放在耐破度儀器的同一位置
上進(jìn)行校準(zhǔn),有條件時(shí)最好還進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)。
D1 指針的慣量
指針指示最大讀數(shù)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,可根據(jù)指針的幾何形狀和質(zhì)量來(lái)計(jì)算。
D2 指針的摩擦力
將壓力表垂直安裝好,然后將一定質(zhì)量的金屬絲小環(huán)固定在壓力表的指針上,使其處于水平位置。當(dāng)
旋轉(zhuǎn)或輕輕敲打壓力表時(shí),指針緩慢而平衡地移動(dòng)所需的力矩為0.2~0.4mN·m(2.04gf·cm~4.08gf·cm) ,
它是由金屬小環(huán)的質(zhì)量和它到指針軸的距離計(jì)算出來(lái)的。
附 錄 E
液壓系統(tǒng)的檢查
(參考件)
E1 壓力表的膨脹性
通常的檢查是在膠膜的位置上安裝一塊硬的金屬板,活塞按一定的間距向前推進(jìn),液壓系統(tǒng)中壓力上
升,如果系統(tǒng)中沒(méi)有聚集的空氣,則由體積-壓力曲線圖查得的液壓系統(tǒng)膨脹值僅比壓力表的膨脹值稍高一
點(diǎn)。
可以用校準(zhǔn)過(guò)的柱塞或膨脹計(jì)測(cè)量壓力表的膨脹性,在系統(tǒng)中沒(méi)有空氣時(shí),將柱塞向前推移一定距離,
記錄在壓力表上指示出的壓力。
E2 液壓系統(tǒng)漏泄的檢查
在上、 下夾盤(pán)間夾好一堅(jiān)硬的金屬板后, 液壓系統(tǒng)升壓至最高表壓, 在1min內(nèi)壓力下降應(yīng)不大于10%。
E3 液壓系統(tǒng)中存在空氣的檢查
在耐破度測(cè)定儀的試樣夾盤(pán)間夾一塊在下表面上有細(xì)紋或麻坑(直徑1mm)的金屬板,金屬板下面的
空間注滿液體,系統(tǒng)的膨脹性與壓力表的基本一致。
在下夾盤(pán)孔內(nèi)膠膜上注滿水,上面覆蓋一膠膜,在膠膜上再加一金屬板,落下上夾盤(pán)夾緊,用手旋轉(zhuǎn)
傳動(dòng)軸,慢慢地加壓,使壓力表指示在98.1kPa(1kgf/cm2)時(shí),然后再旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸加1.4mL液體,這時(shí)
壓表上所指示的壓力,應(yīng)不小于壓力表全量程讀數(shù)的30%,否則儀器系統(tǒng)內(nèi)存在較多的空氣。
E4 液壓系統(tǒng)泵唧速率
在下夾盤(pán)孔內(nèi)膠膜上注滿清水或乙醇上面覆蓋一膠膜,膠膜上再加蓋一塊金屬板,落下上夾盤(pán)夾緊。
用膠管將量管連接到測(cè)量?jī)x的壓力室上,排除液壓系統(tǒng)的所有空氣。將試壓液體加入垂直的量管內(nèi)到某一
刻度,用手轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸,使活塞向前推進(jìn),測(cè)量不同轉(zhuǎn)數(shù)和時(shí)間記下泵出液體的體積,計(jì)算泵唧速率,
應(yīng)在170±15mL/min范圍內(nèi)。