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）。”