实验九纸包装材料性能测试实验.ppt

纸包装材料性能检测 撕裂度 耐折度 透气度 实验目的 1 理解纸张撕裂度、耐折度、透气度等纸 材料性能的定义及相关国家标准。 2 掌握纸张撕裂度、耐折度、透气度的测 量方法和步骤，并能进行仪器的调节和校 准； 3了解相关仪器的结构和工作原理，并能 正确操作。 撕裂度 撕裂度是纸的一项重要的物理性能指标，测定这项 指标使用的仪器称之为纸张撕裂度测定仪，国外称 之为爱尔门道夫(Elmendorf)式纸张撕裂度测定仪。 纸和纸板的撕裂度是指已被切口的的试样继续撕开 一定距离所需要的力，又称内撕裂度(tearing resistance)，内撕裂度表现的是撕开固定距离所需 的力，单位一般为mN。此外还有一种边撕裂度，它 实际上是将预先设有切口的试样，从纸的边沿开始 撕裂一定长度所需要的力。通常所说撕裂度在没有 特别说明的情况下均指内撕裂度。 平均内撕裂度除以定量为撕裂度指数(tearing index) ，单位为mNm2/g。 撕裂度 一、仪器的结构 图3-1 撕裂度仪的结构 1.基座 2.支架 3.摆限制器 4.指针限制器 5.指针 6.按钮 7.扇形体 8.刀 杆 9.夹纸器 10.轴 11.把手 12.夹纸器 13.标尺 14.调节螺钉 撕裂度 撕裂度仪的结构如图3-1所示，仪器主要由基座(1)、支架(2)、 指针(5)、扇形体(7)、夹纸器(9)、(12)等组成。支架(2)用螺栓 固定在基座(1)上，支架(2)上装有水平轴(10)，扇形体(7)装在 水平轴(10)轴承的套筒上，指针(5)靠着弹簧产生的摩擦力保证 它能在任何位置可靠地停止，但是摩擦力不能超过规定的数值 。把手(11)用以把扇形体(7)及其附属物抬高到待撕位置，由于 摆限制器(3)因弹力而抬高，顶住扇形体一端，使其固定，指针 限制器(4)是限制指针跟着扇形体一起转动的。夹纸器(9)及(12) 用以夹住试样，而搬动刀杆(8)可使切纸刀将试样切成长达 20mm的切口，按下按钮(6)可使扇形体(7)从摆限制器(3)中释 放，向右摆动，进行撕裂。水平调节螺钉(14)用以调节仪器安 装的水平位置，以使摆动部分的总重心落在规定的位置上。 仪器的主要技术参数 1测量范围：01000mN。 2撕裂力臂：104士1mm。 3撕裂初始角：27.5士0.5。 4示值误差：在力标尺量程最大值的10%90%范围内，示值误差不 应超过量程最大值的士0.5% 5示值相对变动值：不超过1%。 撕裂度 工作原理 当扇形摆体和指针在待撕裂位置时，由于摆体的质心被抬高而具有势 能，当扇形摆体自由落下时，撕裂夹在试样夹内的试样作功，撕裂试 样一定长度后，摆体势能损失变为撕裂功。这时指针被推到仪器的标 尺上，读出撕裂度值，仪器标尺的刻度就是按照这部分损失的能量计 算刻制的。在通常的情况下是用16张纸互相重迭在一起进行撕裂试验 的。因此，将撕裂这些纸张所消耗的总功除以撕裂试样的张数和撕裂 距离的乘积，所得的商就是撕开一张试样所需要的力，以mN表示。 仪器标尺的刻度就是按照撕裂试样仍张，撕裂距离为86毫米(试样撕 裂长度为43毫米，撕裂距离为其二倍)的条件刻制的，将W总L撕转化 为16S（S为标尺读数）。 为了使试验结果和读数尽可能的精确，希望在撕裂以后指针指在刻度 标尺的 100900mN之间，因此对于不同厚度的纸与纸板，可以采用 少于16张的试样迭在一起试验，一般采用8、4、2或32张，按照所得 试验结果应用下式求出实际撕裂度值： 式中：a被测试样的实际撕裂度值(mN) n被测试样的张数 撕裂度 二、实验步骤 1、仪器的调整和校准 水平调整：在水准器气泡居中时放扇形体，让其自动的停止，这时 ，扇形体下方的红色刻线必须对准摆限制器的左端面，如果没有对准 ，可以调节左边的水平调节螺钉(14)。 零点调整：如同正式做测试一样，支起扇形体并将它释放，任其自 由摆动了次，观察指针是否指在零点，如果没有指在零点，调节指针 限制器(4)，并反复试验，直到指针指到零点为止。 摆轴的摩擦阻力：作好测试的一切准备，按住按钮(6)任其自由摆 动，如果在摆动35个全振幅以后，其摆幅的减少量不大于25mm时， 表示合格，否则轴承必须卸下清洗、加油或换用新的。 指针的摩擦：将指针放在零点，重新支起扇形体：并将它释放，如 果指针被打出刻度标尺的双线外，表示指针的摩擦力过大，这时须将 指针对称的手柄和套环卸下，用清洁纱布擦试R环沟，适当加一滴钟 表油，或调整手柄中的弹簧张力，再重新调节零点，反复试验至合格 。 刀的调整：检查一下刀座是否过分松动，安装刀时，须使它能在两 只夹纸器中间处割开试样，刀刃必须相当锋利，割开的裂口深度必须 在18.520.5mm之间，可用试割一片厚度0.10.2mm的纸板试验， 并用卡尺检查，如果在公差以外，可拧松固定刀片的螺钉，升降一下 刀片，调到符合要求时为止。如果发现刀口变钝，须及时拆卸换新的 。 撕裂度 撕裂度测试 试样的采取：试样应精确的按规定截取，长度约为76mm，宽度要 精确地等于63士0.5mm，要求同时裁定相同尺寸的试样16片（或8、 4、32等）为一组试样，并要求按纵向和横向分别切取试样。 抬起扇形体：搬动把手(11)，使扇形体(7)及其附属物升高到左面待 撕位置，摆限制器(3)靠本身弹力的作用向上弹起，顶住扇形体(7)的 右面边缘。 夹试样：按下刀杆(8)，在夹纸器(9)、(12)的夹口上插入试样，并 拧紧夹口。 切试样：抬起刀杆(8)，将试样的下端切成一个20mm长的裂口，裂 口的终端到试样另一边的长度正确地取为43士0.5mm。 指针复位：把指针(5)拨到铅垂位置，紧靠指针限制器(4)。 测试读数：按下按钮(6)进行撕裂，当扇形体摆向原位时，用左手 顺势平稳将它接住并记下示值。 分别按纵向和横向进行多组实验，记录实验数据并求其平均值s。 结果计算 记录实验测试结果并求其平均值S。 实验次数 纵S1 横S1 纵S2 横S2 纵S3 横S3 均值S 结果 按照所得试验结果应用下式求出实际撕裂度值： 式中：a被测试样的实际撕裂度值(mN) n被测试样的张数 S标尺读数(mN)。 撕裂指数按下式计算（不做要求） 式中：X撕裂指数，mNm2/g W定量，g/m2。 撕裂度 耐折度 一、仪器及适用范围 使用仪器为ZNL1MIT式耐折度测定仪 该仪器主要用于厚度小于或等于lmm的纸、纸板耐折叠疲劳强度的测 定。 二、规格及主要技术参数 测量范围：lmm； 折叠头圆弧半径：R0.380.02mm; 折叠头缝口宽度：00.25 0.250.5； 0.50.75 0.751.00mm； 折叠角度：1352 折叠速度：17510次min 张力调节范围：4.914.7N； 重量：37.52kg； 外形尺寸：360 300 325； 电源：220V1050Hz 转矩：900mN.m； 计数范围：09999次； 工作条件：室温重1030 工作台稳固：台面平整，无震动。 耐折度 三、结构及工作原理 试样两端受到规定的初张力作用，通过往复运动，试样在辊轴间作近 似180的反复折叠，试样在不断的折叠作用下，纤维交织机构逐渐松 散、纤维结合力下降直至试样在初张力作用下断裂。 该仪器是根据试样在一定的张力，一定的速度及往复一定角度的条件 下折叠，直至试样断裂，并自动记录折叠次数的原理。 该仪器是由试样的夹持机构，折叠机构，传动机构，指示机构及数 字显示机构等组成 耐折度 四、操作程序 l、先检查地线是否良好，电源是否与所用的电源相符 2、插上电源插头，接通电源。分别按动三个键，观察按键及显示器是 否显亮，显亮说明仪器正常。 3、试样按GB45089纸和纸板试样的采取及GBl073989纸 和纸板试样处理等标准执行。按纵横向切取规格为15mm100mm （纸）或15mm140mm（纸板）试样610条。 4、转动旋钮，使折叠头夹口停在中间位置。 5、按下张力杆，使指针指在所需的张力上(一般纸为9.8N，纸板为 9.8N或重14.7N)转动紧定螺钉将张力杆固定。 6、松开手柄，将试样平整的夹在上夹头内，旋转手柄固定试样。 7、将试样垂直夹于折叠头上，松开紧定螺针，现察指针是否指在所需 力值位置，如有偏差，需重新调整。 8、按动“启动”键，仪器开始工作试样开始受到折叠，显示器同时计数 ，试样断裂、显示器停止计数，计数器所显示的数值即为该试样折叠 时的双折叠次数。 9、取出断裂试样，转动旋钮、使折叠头停在中心位置，进行下一次试 验，显示器可以连续计数，按动“清零键，计数重新计数。 10、试验中间需停机时按动“停止”键即可。 11、需要更换折叠头间隙时松开3个螺钉，拿下二折叠头，换所需间隙 的折叠头，紧固3个螺钉即可使用。 耐折度 五、校验 l、张力弹簧的校验：将砝码放在砝码盘上，观察指针指示值是否与砝 码相等，校验三点：4.9、9.8、14.7N每点三次，如有偏差，应移动 指针位置，使其达到正确值，如偏差小，可用微调螺钉进行调节。 2、张力示值变化的校验：按下张力杆，使指针指在9.8N位置上，在 上、下夹头之间夹持一强度较高的试样，开机折叠100次后停机，然 后用手慢慢转动旋钮，使折叠头往复折叠一次，同时观察指针示值变 化量不能超过0.34N。 3、张力杆摩擦力的检验：将砝码放在砝码盘上，先用手将张力杆轻 轻托起，然后缓慢下至平衡位置，在标尺上读数为Fl，再将张力杆向 下拉，然后缓慢放松使其恢复到平衡位置，读取示值为F2，张力杆摩 擦力不得超过0.25N,其计算公式如下： 透气度 透气度：在规定的条件下，在单位时间和单位压差下，单位面积纸或纸 板所通过的平均空气流量。单位是m(Pas)。 仪器 ZT一17型纸张透气度测定仪 仪器适用范围 该仪器适用于017m(Pas)的纸和纸板透气度的测定。 规格及主要技术参数 测 量 范 围： 017m(Pas) 试 验 面 积： 10.00.05cm2 试样所受压差: 1.000.01kPa 试 样 大 小： 60100 （mm2） 透气度 仪器结构及工作原理 ZT一17型纸张透气度测定 仪是肖伯尔(Schopper)式纸 张透气度测定仪，肖伯尔式 仪器是国际标准规定的测定 纸张透气度的标准仪器。 仪器由容器、夹纸、压力 、调整等部分组成。 仪器的夹持装置一侧处于 实验室的标准大气中，另一 侧与仪器其余部分相联，这 一部分将在测试区内保持小 而稳定的压差，并可准确测 量排出气体。 透气度 五、仪器检查 把仪器放在地面或一定高度的台面上，拧动调节螺钉(12)，观察水准 器(11)，直至水平为止。 把一不透气的簿板置于纸样夹环(6)和空气盒(7)之间，启开加水阀门 (1)和透气阀门(2)，关闭排水阀门(9)和凋压阀门(10)，把仪器加满蒸 馏水。关闭加水阀门(1)和透气阀门(2)，开启排水阀门，压力汁的 个液面向上移动，一个液面向下移动，拧动调压阀门(10)，使液面稳 定在1kPa刻线处为止，关闭排水阀门，30min后若液面仍停留在原刻 线处，说明仪器正常。 透气度 六、操作程序 1准备 (a)关闭排水阀门(9)和调压阀门(10)； (b)启开加水阀门(1)和透气阀门(2)； (c)将蒸馏水从漏斗注满容器， (d)关闭加水阀门(1)和透气阀门(2)。 (e)将试样切成60mm100mm的试片10张。 2试样夹持 (a)取标准试样； (b)将试样夹紧于纸样夹环(6)与空气盒(7)之间。 3调压 (a)在溢水管口下放置量筒； (b)启开排水阀门(9)； (c)转动调压阀门(10)，将压差调至1kPa。 4.测试 (a)待压差lkPa稳定后，开启排水阀门； (b)同时开启秒表；用量筒在溢水管下接水一分钟； (c)读出量筒一分钟内接水量，便为该纸样的透气度。 透气度 5结果处理 量杯上所标透气度数值是按压差lkPa，时间为60s条件下标定的。 如果压差、时间不采用上述条件，每张试片的透气度应按下式计算: 式中：Ps-肖伯尔透气度，m(Pas)； V测定时间内通过