紙和紙板內結合強度的測定

本標準由全國造紙工業(yè)標準化技術委員會（SAC/TC141）歸口。

本標準起草單位：中國制漿造紙研究院、國家紙張質量監(jiān)督檢驗中心、中國造紙協(xié)會標準化專業(yè)委員會，東莞市勤達儀器有限公司

本標準主要起草人：史記。

紙和紙板 內結合強度的測定 (Scott型)

000011 范圍

本標準規(guī)定了紙和紙板內結合強度的測定方法。

本標準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。

本標準不適用于低定量、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準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協(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準。

GB/T 450  紙和紙板 試樣的采取及試樣縱橫向、正反面的測定

GB/T 10739  紙、紙板和紙漿試樣處理和試驗的標準大氣條件

3  原理

雙面膠-試樣-雙面膠的組合形成一個夾層結構，該夾層被壓在一個金屬平砧和一個鋁塊之間，結構如圖1所示。用擺撞擊鋁塊上部的內表面，使鋁塊翻轉，并在Z向破壞試樣（見圖2）。通過測定擺動的最高位置來計算試樣被破壞過程中吸收的能量。影響測定結果的因素包括：擺在鎖定狀態(tài)時的勢能；擺動的最高位置；擺將一個不帶試樣的鋁塊敲落所需要的能量；摩擦損失；擺的內部震動損失；雙面膠的粘力。

 儀器和設備

4.1  試樣制備臺：一次可壓制出5個(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上的一個組成部分，用于夾緊五個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，一個軸裝在球或類似低摩擦軸承的兩點上，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180度，擺上的撞擊球應在豎直方向時撞擊鋁塊（見4.4）。球的重心下落的高度決定了擺撞擊鋁塊時的速度。如果在擺上增加砝碼，砝碼應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，則應在儀器高量程校準時考慮該因素。

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  一個固定的金屬平砧和一個可分離的直角鋁塊（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試樣臺上，其位置應使擺動軸（旋轉軸）處于直角鋁塊的外沿，擺可以撞擊鋁塊的中心，見圖2。

4.5  機械式或電子式記錄裝置：當擺被釋放，并擺過垂直位置時，記錄擺動的最高位置。

4.6  儀器的量程范圍應為(0～525)J/m2。

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

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

4.9  小刀或多刃裁切工具，用于分離和整飾5個試樣，以獲得整齊的邊緣。通過試樣制備臺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。雙面膠對不銹鋼的粘附力應至少為486N/m，標稱厚度應為0.13mm。

注：雖然制造商說明雙面膠的保存期為1年，但是，6個月后，雙面膠的粘附力會發(fā)生明顯的松弛。應把雙面膠存放在陰涼、干燥的空調房內，最好保持在23°C、50%相對濕度的環(huán)境中。雙面膠上有褶皺和縫隙（包含一個疏松傷口）時會加速干燥，從而導致粘附力降低。應至少剝去(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

5.1  將儀器放置在穩(wěn)固的臺面上，仔細調節(jié)儀器至水平。

注：使用一只75mm或更長的機械水平儀來校準水平比較合適，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，使用試樣臺或校準砝碼作為參考面從兩側和前后來調節(jié)儀器的水平。

5.2  檢查組合擺的結構完整性，可以通過在垂直于旋轉軸、并沿其長度方向輕輕地扭動擺來進行。如果擺的下部相對于擺身發(fā)生輕微的松弛，內部振動損失會影響校準的準確性，則整個擺應該重新裝一下。

5.3  按照儀器說明書的要求，鎖緊擺，然后將擺釋放，建立一個自由擺動校準點。對于機械式儀器為“校準”線和 “零點”間的角度差；或對于電子式儀器為“自由擺數”和 “零點”間的角度差，該角度差代表將一個空白鋁塊從擺上撞落所需要的能量。

5.4  對于機械式儀器，應調節(jié)擺的摩擦螺母來確定合適的空擺，從而完成校準程序。

5.5  對于電子式儀器，應按儀器說明書來調節(jié)擺垂直位置的讀數。如果需要，應重新檢查和調節(jié)空擺的讀數值。

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

6  取樣

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

6.2  按GB/T 450制備試樣。

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

7試驗步驟

7.1  試驗儀器應按照5.1～5.6的要求校準。

7.2  調節(jié)并確認試樣制備臺在所有位置施加的均勻壓力為(690±21)kPa，半自動儀器會產生一個3s的夾持時間。為避免雙面膠與金屬（平砧或鋁塊）發(fā)生分離，應采用690kPa以上的壓力。

注：壓力過大、施壓時間過長都會導致膠粘劑遷移到試樣上。

7.3  將金屬平砧按照序號放在制備臺的相應位置上，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、干燥點或明顯的膠粘劑松弛，這部分的雙面膠應舍棄不用。在導銷間仔細擺放，使雙面膠處于金屬平砧的槽或脊的中間位置。應避免在試樣區(qū)域的前后發(fā)生重疊。放置過程中，在雙面膠上應施加輕微的張力，以避免雙面膠下出現氣泡。用刀背輕輕敲擊，以排除滯留的空氣，增加膠粘面積。

7.5  將待測試樣準確地放置在第一條雙面膠上，注意應拿著試樣的兩端。裁切雙面膠，拉出第2條雙面膠，置于導銷之間，覆蓋試樣并多出至少25mm。將**條雙面膠準確地放置在試樣上。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，雙面膠連接會阻止試樣破壞，導致試驗結果無效。用刀裁切雙面膠-試樣-雙面膠復合層。

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

注：磨損和受污染的鋁塊會使結果產生至少15%的誤差。

7.7  對于機械式試樣壓緊裝置，用凸邊螺釘將固定板夾緊。通過向前拉動凸輪桿(2～3)s來施加壓力。夾持時間過長或壓力過高都會導致膠粘劑遷移到試樣上，從而使試驗結果無效。將手柄拉回到頂部，釋放壓力。

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

注：內結合強度低于900J/m2，出現以下情況時，雙面膠-金屬剝離將不會發(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；c）試樣受到的壓力能產生均勻和平整的面對面接觸。對于這種情況690kPa的夾持壓力即可滿足本試驗的要求。內結合強度高于900J/m2時，可能需要將夾持壓力增加至1035kPa。對于低定量和低厚度的打印紙，不要增加夾持力，因為雙面膠可能會滲透到試樣中，致使雙面膠彼此結合。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，過大的壓力將導致異常的試驗結果。當測試定量較大且不容易被破壞的試樣時，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-雙面膠復合層上。用小刀將5個試樣分離。在每組連續(xù)的鋁塊和平砧間插入小刀，使其彼此分離。在最后一個試樣上，小心裁切，避免雙面膠重疊或缺口。

7.10  將擺轉到右端，直至被鎖住。對于機械式儀器，塑料指針應指向同一位置，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，平砧應遠離左邊。機械式儀器用滾花螺釘保證鎖緊，或啟動自動夾持保證鎖緊。

7.11  試驗時，釋放擺，使其破壞試樣。對于機械式儀器，快速壓下鎖，保證銷不會拉動下面的鎖。對于電子式儀器，用食指按下下降開關，并在擺經過垂直位置前，釋放開關。在擺回程時重新鎖住擺。讀取結果，將機械式儀器的指針回零，從試樣臺上取走第一個平砧，進行下一個試驗。

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，就表明試驗結果是可接受的。相反地，若出現部分分層，試樣上整塊舌狀剝離、雙面膠間明顯結合，或任何類型的雙面膠穿透現象，均表明該試驗結果不滿足要求。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，只要該試驗結果在其他試驗結果的1%標準偏差內，即可認為該試樣有效。

7.13  在試樣的測試方向上應進行5次試驗。對于許多紙來說，縱向和橫向的試驗結果沒有明顯的差異。但是試驗方向應一致，并在報告中注明。

8  結果的表示

   內結合強度以J/m2表示，結果保留三位有效數字。

9  試驗報告

9.1  本國家標準編號；

9.2  報告測試方向，以及：

9.2.1  結果的標準偏差，保留兩位有效數字，或者以百分數表示。

9.2.2  舍棄的試驗次數，以及舍棄的原因。

9.2.3  所用雙面膠類型和夾持壓力。

9.3  試驗過程中的任何偏離，例如，夾持時間不是(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  如果儀器重復地不能從試驗條上拉壞試樣，擴大儀器量程也不可行，試驗結果可以報告為“超出（儀器的上限，以J/m2表示）。”