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破裂强度测试标准


本标准等效采用国际标准ISO 2759《纸板——耐破度的测定》。
1 主题内容与适用范围
  本标准规定了采用液压递增法原理测定纸板耐破度的方法。
  本标准适用于测定耐破度在 360~5500kPa(3.6~56.1kgf/cm2)的各种类型纸板(包括实心纸板和
瓦楞纸板)。
  本标准不适用于高伸长率以及多层复合瓦楞纸板。
2 引用标准
   GB/T 450 纸和纸板试样的采取
   GB/T 451.2 纸和纸板定量的测定法
   GB/T 4687 纸、纸板、纸浆的术语 第一部分
   GB/T 10739 纸浆、纸和纸板 试样处理和试验的标准大气
3 术语
  耐破度、耐破指数见GB/T 4687—1984中 7.36和 7.37。
4 原理
  符合规定的仪器以一定的压力将试样夹于上、下夹盘间,用一往复恒速液压唧筒,将胶膜与试样凸起,
直至试样破裂,所施加的液压的最大值,即试样的耐破度。
5 仪器
5.1 夹盘系统
   PT-204纸箱破裂强度试验机夹盘系统为牢固而均匀地夹持试样,上、下夹盘是两个彼此平行的环形平
面,环面平整并带有沟纹(见附录A),附录A内给出了夹盘系统的尺寸。
5.1.1 上夹盘与加压轴用钢珠或相似活节装置连接,以保证夹盘压力分布均匀。
5.1.2 上下夹盘内孔应同心,同心度的最大误差不得超过 0.25mm,两夹盘表面应平整而相互平行,夹盘
的检查方法见附录B。
5.1.3 为防止试样滑动,两平盘间应有足够的夹持力,该力的大小以不损坏试样为限,一般夹持力不低于
690kPa(7kgf/cm2)(见附录 C)。在测定瓦楞纸板时,压力在 690kPa(7kgf/cm2),虽然防止滑动但
大多数纸板瓦楞被压塌,因瓦楞纸板耐压强度不同,所以在试验报告中,应注明夹持压力和瓦楞是否被压
塌。
5.2 胶膜
5.2.1 胶膜是圆形的,由橡胶弹性材料制成,其规格尺寸见附件F。
5.2.2 固定夹紧胶膜时,胶膜的上表面比下夹盘上表面低约4.7mm。
5.2.3 胶膜的弹性阻力,在胶膜凸出下夹盘表面 10mm 时,其阻力范围为 170~220kPa(1.7~
2.2kgf/cm2),凸出18mm 时,其阻力范围为250~350kPa(2.5~3.6kgf/cm2)。
  胶膜应经常检查,发现胶膜不符合要求时,应及时更换,安装胶膜时,要赶走所有集聚在胶膜下的空
气。
5.3 液压系统
  用活塞推动适宜的液体(如:化学纯甘油、含缓蚀剂的乙二醇或低粘度的硅油),向胶膜下匀速施加
压力,直至试样破裂。液压系统和使用的液体应没有空气泡,活塞送液量为170±15mL/min(见附表E)。
活塞必须由电机带动。
5.4 压力表
5.4.1 布尔登管式压力计,在压力表量程的 25%~75%范围内使用。绝对不能在低于 15%和高于 85%的
范围使用,表盘刻度最小直径为95mm,刻度的弧度不小于270°。工作范围内任一点的精度应为刻度盘最
大量程的0.5%。压力表应有排气孔,表盘至少分成70个格。
5.4.2 压力表的膨胀性在整个工作量程范围内应稳定在20%以内,即使到最大量程时,需输给的液体也不
超过0.4mL(见附录E)。 5.4.3 压力表与指针间的摩擦力矩约0.3mN·m,而指针转动惯量在1~10g·cm2内为宜(见附录D)。
5.4.4 压力传感器操作惯量可忽略不计,膨胀和压力记录器的误差在 0.2%以内,数字显示装置,试样破
裂后,读数变化不大于1个单位。
5.5 校准
  压力表的校准见附录D;
  液压系统的检查见附录E;
  试样夹盘的检查见附录B;
  夹持力的检查见附录C;
  胶膜的规格尺寸见附录F。
6 试样的采取、制备和处理
6.1 试样的采取按GB/T 450的规定进行,每个试样切成100mm×100mm的规格。
6.2 试样应按 GB/T 10739规定进行温湿处理。
7 试验步骤
  按标准采取并处理的试样,测试时必须在所规定的标准温、湿度条件下进行。
  首先选择合适的测量范围。须预测时用大量程的压力表进行。
  将试样放入上、下夹盘之间。试样必须超过上夹盘的整个面积。落下上夹盘,调至所需的压力,开动
仪器,以适当的速率增加压力,直至试样破裂。退回活塞直到胶膜低于下夹的表面,读取压力表(或数字
显示)压力值,然后抬起上夹盘。读数回零,准备下一个测试。
  若发现试样滑动或因压溃而破裂不正常者,应将该读数舍去。
  将沿横向纸幅均匀切取的试样,以正、反面各10个试样贴向胶膜进行测定,但在一试验中不得压进曾
被夹盘压过的试样进行测试。
8 测试结果的计算
  耐破指数X(kPa·m2/g)由下式计算:
  X=P  
W
式中:P——平均耐破度,kPa;
    W——试样的定量,g/m2。
  耐破度、耐破指数取三位有效数字。
9 实验结果的精密度  结果的精密度决定于试样的均匀程度和其他一些因素,如压力表的误差、夹持力
的情况、加压速率、系统中有无空气、胶膜的情况等。
%
       项目重 复 性再 现 性
  数值
范围3.8~8.53.8~8.5
一般<510
10 试验报告
  试验报告应包括下列内容:
   a. 本国家标准编号;
   b. 使用的仪器和型号;
   c. 试验时的标准温湿度条件;
   d. 耐破度平均值(必要时分别报告正、反面结果);
   e. 如有要求,报告耐破指数;
   f. 报告结果的变异系数或95%置信区间;    g. 测定时所用的夹持压力;
   h. 测定瓦楞纸板时,注明瓦楞是否压塌;
   i. 与本方法有何偏离。
附 录  A
夹盘系统尺寸
(参考件)
 
  注:R、R1、R2、U、V、X和 Y在下文中规定。
图A1 夹子
图A2 可选择下夹盘1)
  注:1)有时可从北美制造的仪器上见到这种夹盘。
   U和 V应有足够大的尺寸,以保证在使用时夹盘不变形,上夹盘的厚度不小于9.5mm,使用较满意。 
   X和 Y的尺寸决定于耐破仪的底座与使用的胶膜,以牢固夹住胶膜为适宜。
  上夹盘的内孔直径ф31.5±0.05mm,下口的曲率半径R1 为0.6mm 左右。这样即减少胶膜的损伤,又
不影响上夹盘的直径。
  下夹盘的内孔直径 ф31.5±0.05mm,半径 R 是由尺寸 5.5±1.0mm 和 3±1mm 的范围来确定,R 的圆
弧应与内孔的垂直面以及下夹盘的底面相切。半径为 3.0mm,R2 为 0.4mm 左右。也可选择下夹盘图 A2
的尺寸。
  为了防止测试时试样滑动,与纸接触的上、下夹盘表面,按下列尺寸刻有螺纹或同心槽。
   a. 螺距为 0.9±0.1mm,深度不小于 0.25mm 的 60°V 形连续螺纹。螺纹在距上、下夹盘外圆的边为
3.2±0.1mm处开始。
   b. 一系列间距为 0.9±0.1mm,深度不小于 0.25mm 的 60°V 形同心槽。最里面的槽距内孔的边沿为
3.2±0.1mm。
  上夹孔上应有足够的空间,使试样自由凸出。该空间有一个小孔与大气相通。小孔的直径4mm左右,
足以使试样上部的空气逸出。
附 录  B
试样夹盘的检查
(参考件)
  将一张复写纸和一张白色薄页纸放在上、下夹盘中间,用正常的夹持力夹紧,如夹盘是良好的,由复
写纸转印到白纸上的印痕是均匀而清晰的,而在整个夹盘面上轮廓分明。转动上夹盘,转后夹盘印应与原
印痕重叠。
  上、下夹盘同心度的检查,用两张复写纸夹一张白色薄页纸,用正常夹持力夹紧检查上、下夹盘压出
的印痕是否重合。
附 录  C
夹持力的检查
(参考件)
  耐破度测定仪有液压或气压的夹紧设置,借用压力表调节其夹持力,必须将压力校准,再根据活塞直
径与夹盘表面的接触面积,即可准确地得出夹持力的值。
  手轮式或杠杆式夹紧装置,均需用测力计校准后,确定手轮的落下位置或簧的压缩程度,得出所需夹
持力。
附 录  D
压力表的校准
(参考件)   压力表的校准用活塞型静重压力计或汞柱压力计进行静态校准。将压力计放在耐破度仪器的同一位置
上进行校准,有条件时最好还进行动态校准。
D1 指针的惯量
  指针指示最大读数时的转动惯量,可根据指针的几何形状和质量来计算。
D2 指针的摩擦力
  将压力表垂直安装好,然后将一定质量的金属丝小环固定在压力表的指针上,使其处于水平位置。当
旋转或轻轻敲打压力表时,指针缓慢而平衡地移动所需的力矩为0.2~0.4mN·m(2.04gf·cm~4.08gf·cm) ,
它是由金属小环的质量和它到指针轴的距离计算出来的。
附 录  E
液压系统的检查
(参考件)
E1 压力表的膨胀性
  通常的检查是在胶膜的位置上安装一块硬的金属板,活塞按一定的间距向前推进,液压系统中压力上
升,如果系统中没有聚集的空气,则由体积-压力曲线图查得的液压系统膨胀值仅比压力表的膨胀值稍高一
点。
  可以用校准过的柱塞或膨胀计测量压力表的膨胀性,在系统中没有空气时,将柱塞向前推移一定距离,
记录在压力表上指示出的压力。
E2 液压系统漏泄的检查
  在上、 下夹盘间夹好一坚硬的金属板后, 液压系统升压至最高表压, 在1min内压力下降应不大于10%。 
E3 液压系统中存在空气的检查
  在耐破度测定仪的试样夹盘间夹一块在下表面上有细纹或麻坑(直径1mm)的金属板,金属板下面的
空间注满液体,系统的膨胀性与压力表的基本一致。
  在下夹盘孔内胶膜上注满水,上面覆盖一胶膜,在胶膜上再加一金属板,落下上夹盘夹紧,用手旋转
传动轴,慢慢地加压,使压力表指示在98.1kPa(1kgf/cm2)时,然后再旋转传动轴加1.4mL液体,这时
压表上所指示的压力,应不小于压力表全量程读数的30%,否则仪器系统内存在较多的空气。
E4 液压系统泵唧速率
  在下夹盘孔内胶膜上注满清水或乙醇上面覆盖一胶膜,胶膜上再加盖一块金属板,落下上夹盘夹紧。
用胶管将量管连接到测量仪的压力室上,排除液压系统的所有空气。将试压液体加入垂直的量管内到某一
刻度,用手转动电动机轴,使活塞向前推进,测量不同转数和时间记下泵出液体的体积,计算泵唧速率,
应在170±15mL/min范围内。