纸张或纸板耐破度测试方法详解
耐破度俗称“耐破强度”，在指在一定试验条件下，纸张或纸板（包括瓦楞纸板,下同）单位面积上所能承受的垂直于试样表面的均匀增加的最大压力，单位为千帕（kPa），也可以使用kgf/cm2(1kgf/cm2=98.1kPa)。它反映了纸张或纸板的综合抗破坏能力，属于静态强度，体现了纸箱在流通过程中搬运、装卸、存放过程中的受到外力挤压、硬物碰撞及内装物冲击、撕扯的一项静态承压能力。
耐破度检测根据适用范围不同，分为纸张耐破度测定和纸板耐破度测定两种方法。纸张耐破度检测方法执行标准为GB/T 454-2020《纸 耐破度的测定》，主要适用于不大于1400kPa的单层纸和多层纸；纸板耐破度检测方法执行标准为GB/T 1539-2007《纸板 耐破度的测定》和GB/T GBT 6545-1998 《瓦楞纸板耐破强度的测定法》，主要适用于不大于5500kPa的所有纸板（包括瓦楞纸板和160g/m2 的纸板）。
一、测试仪器及方法标准
纸张耐破度测定仪：GB/T 454、ISO 2758、TAPPI T403
纸板耐破度测定仪：GB/T 1539、GB/T 6545、ISO 2759、T807、T810
二、测试目的
通过耐破度的检测，定量地预测瓦楞纸板能够抵抗受到外力挤压的能力。
三、测试原理和设备结构
耐破度测试原理可简述为：将被测试样以一定压力夹持在上夹盘（1）、下夹盘（2）之间，用一可往复动作的恒速液压泵施压，将一弹性胶膜凸起，试样随同胶膜一起被凸起，直至破裂。所施加的液压压力的最大值即为被测试样的耐破度。
纸张（纸板）耐破度测定仪由机械传动、试样夹持、液压油缸及测量控制等部件组成。耐破度仪外形结构如图1所示。
1-上夹盘 2-下夹盘 3-打印机 4-显示屏 5-按键 6-油杯 7-急停按钮 8-调压阀
图1 纸张（纸板）耐破度测定仪结构示意图
这两种耐破度虽然基本原理一样，但结构、加油速度、胶膜等有所不同，所以测出的结果会有偏差。两种不同的结构区别如下表1：
耐破度检测根据适用范围不同，分为纸张耐破度测定和纸板耐破度测定两种方法。纸张耐破度检测方法执行标准为GB/T 454-2020《纸 耐破度的测定》，主要适用于不大于1400kPa的单层纸和多层纸；纸板耐破度检测方法执行标准为GB/T 1539-2007《纸板 耐破度的测定》和GB/T GBT 6545-1998 《瓦楞纸板耐破强度的测定法》，主要适用于不大于5500kPa的所有纸板（包括瓦楞纸板和160g/m2 的纸板）。
一、测试仪器及方法标准
纸张耐破度测定仪：GB/T 454、ISO 2758、TAPPI T403
纸板耐破度测定仪：GB/T 1539、GB/T 6545、ISO 2759、T807、T810
二、测试目的
通过耐破度的检测，定量地预测瓦楞纸板能够抵抗受到外力挤压的能力。
三、测试原理和设备结构
耐破度测试原理可简述为：将被测试样以一定压力夹持在上夹盘（1）、下夹盘（2）之间，用一可往复动作的恒速液压泵施压，将一弹性胶膜凸起，试样随同胶膜一起被凸起，直至破裂。所施加的液压压力的最大值即为被测试样的耐破度。
纸张（纸板）耐破度测定仪由机械传动、试样夹持、液压油缸及测量控制等部件组成。耐破度仪外形结构如图1所示。
1-上夹盘 2-下夹盘 3-打印机 4-显示屏 5-按键 6-油杯 7-急停按钮 8-调压阀
图1 纸张（纸板）耐破度测定仪结构示意图
这两种耐破度虽然基本原理一样，但结构、加油速度、胶膜等有所不同，所以测出的结果会有偏差。两种不同的结构区别如下表1：
表1
| 项目 | 纸张耐破度测定仪 | 纸板耐破度测定仪 |
| 测量范围 | (70～1400)kPa | (350～5500)kPa |
| 送油速度 | (95±5) mL/min | (170±15) mL/min |
| 夹持系统 | ≤1200kPa | (700～1200)kPa |
| 下夹盘尺寸 |
内径：（30.5±0.1）mm； 外径：≥48 mm |
内径：（31.5±0.1）mm； 外径：≥96 mm |
| 上夹盘尺寸 |
内径：（33.1±0.1）mm； 外径：≥50 mm |
内径：（31.5±0.1 mm； 外径：≥96 mm |
| 胶膜阻力 | (9±0.2)mm，压力（30±5）kPa |
(10±0.2)mm，压力（170～220）kPa (18±0.2)mm，压力（250～350）kPa |
四、试样的采取、处理及制备
试样的采取按GB/T 450进行，试样面积必须比耐破度测定仪的夹盘大。试样不应有褶子、皱纹、可见裂痕或其他明显损伤。如有水印，测试时应尽量避开。试样按GB/T 10739进行温湿度处理，并在该大气条件下进行测试。
五、试验步骤
为了保证最佳使用性能，测试前应预热10～30分钟。
（1）如果需要耐破指数，按GB/T 451.2测定量。
（2）调节夹持力，防止试样在试验过程中发生滑动。
根据GB/T 454-2020 《纸 耐破度的测定》，调节试样夹持力能够有效防止试样子试验过程中发生滑动，但不应超过1200kPa。
根据GB/T 6545-1998《瓦楞纸板耐破度的测定法》，测定时为防止试样滑动，试样夹盘应有不低于690kPa的夹持力。
根据国标GB/T 1539-2007《纸板 耐破度的测定》，下表2给出了不同耐破度材料所需的适宜压盘压力的参考值。
图2
☆ 1 lb/in2=0.070306955 kgf/cm2=6.894757 kPa
七、可能的错误操作及误差
（一）可能的错误操作
（1）定量未输入
系统自动使用默认定量进行耐破指数的计算，从而导致耐破指数的不准确。
（2）调压阀漏气
原因是气源气压不足。解决方法：应先关闭气源阀门，保证气源气压达到0.6MPa以上再给仪器供气。
（3）胶膜凸起
胶膜严重变形，需要更换新的胶膜。正常情况下，非工作状态，纸板胶膜相对于固定胶膜的夹盘外表面低约5.5mm（纸张胶膜低约3.5mm）。
（4）胶膜出现凹陷
胶膜出现凹陷的原因是供油不足，油杯里添加硅油。
（5）试样打不破
首先检查胶膜是否破裂，再检查油杯中油量是否充足，然后检查油杯上的螺母是否拧紧，最后再检查油杯里是否有空气。
（6）下夹盘出现漏油现象或胶膜老化
胶膜已破裂或胶膜老化，更换新的胶膜。
（7）测试结果偏差比较大
用高度规检查胶膜阻力。纸张耐破度凸起高度（9.0±0.2）mm时，胶膜阻力位（30±5）kPa；纸板耐破度凸起高度（10.0±0.2）mm时，胶膜阻力位（170～220）kPa，凸起高度（18.0±0.2）mm时，胶膜阻力位（250～350）kPa。
（二）主要误差来源
与胶膜相接触的表面为测试面，主要误差来源如下：
（1）压力测量系统校准不准确
压力测量系统的准确度是保证测量结果准确的前提条件，这个大家也都应该很清楚。耐破度仪在使用过程中药定期校准，以保证仪器达到规定的准确度，一般情况下，一年校准一次，这需要专业人员和设备才能校准，企业可以找相关专业机构进行操作。不同厚度的铝箔片可作为定值试样使用，这是因为铝箔片在应力下其特性不同于纸张，因此铝箔片不能作为校准标准，企业只能以此为参考。
（2）升压速度不准确（增加速率导致耐破度增加）。
现在的仪器除了手动加压型，气动或液压加压的基本不存在这个问题。
（3）胶膜不符合要求或胶膜相对于夹盘平面安装过高或过低。
胶膜变硬或失去弹性，会使耐破度明显增加；而胶膜弹性过大，通常导致耐破度明显降低。非工作状态下，纸张耐破度的胶膜的上表面比下夹盘的顶面约低3.5mm；纸板耐破度的胶膜的上表面比下夹盘的顶面约低5.5mm。胶膜使用一段时间后通常会发生变形，向上凸起，甚至当胶膜在活塞退到底的情况下还是高出下夹盘表面，这种情况会影响测试结果，应及时更换。
（4）试样夹持力不合适
当夹持力不适当或不均匀，一般会引起耐破度明显增加。如何判断夹持力是否合适？如果夹持力太低，试样会打滑，试样会滑出夹盘或在被夹持面积内起了皱褶；如果夹持力太高，试样的测试区域周边会断裂或夹持时发生夹盘转动的现象。
（5）系统中有空气（通常导致耐破度明显降低）
系统中有空气，通常导致耐破度明显降低。所以使用过程中要注意检查液压系统是否残存空气，特别是在仪器更换压力表或胶膜后，一定要把油加满，把空气排干净。一种判断油是否加满的简单方法就是用力按一下胶膜，如果有一种“肿胀”的感觉那就说明油是满的，如果胶膜一按就凹下去弹不回来了就是需要补充油了。一般耐破度使用的油为纯甘油或含缓蚀剂的乙二醇及低粘度硅油（如201甲基硅油 50°）。
未经本站的明确许可，任何人不得转载、盗链本站作品；不得复制或仿造本网站
本论于2022年9月发表于《纸箱世界》杂志
试样的采取按GB/T 450进行，试样面积必须比耐破度测定仪的夹盘大。试样不应有褶子、皱纹、可见裂痕或其他明显损伤。如有水印，测试时应尽量避开。试样按GB/T 10739进行温湿度处理，并在该大气条件下进行测试。
五、试验步骤
为了保证最佳使用性能，测试前应预热10～30分钟。
（1）如果需要耐破指数，按GB/T 451.2测定量。
（2）调节夹持力，防止试样在试验过程中发生滑动。
根据GB/T 454-2020 《纸 耐破度的测定》，调节试样夹持力能够有效防止试样子试验过程中发生滑动，但不应超过1200kPa。
根据GB/T 6545-1998《瓦楞纸板耐破度的测定法》，测定时为防止试样滑动，试样夹盘应有不低于690kPa的夹持力。
根据国标GB/T 1539-2007《纸板 耐破度的测定》，下表2给出了不同耐破度材料所需的适宜压盘压力的参考值。
表2
| 序号 | 耐破度(kPa) | 夹持压力(kPa) | 调压表（MPa） |
| 1 | ＜1500 | 400 | 0.25 |
| 2 | 1500～2000 | 600 | 0.35 |
| 3 | 2000～2500 | 800 | 0.45 |
| 4 | ＞2500 | 1000 | 0.5 |
（3）将准备好的试样放置在耐破度测定仪的下压盘中间。
图2
按【测试】键启动测试，测试过程实时显示耐破度值、时间及曲线，试样被顶破后结束测试并复位，屏幕显示测试结果。
六、结果计算分析
（一）耐破度（纸板）
若未要求分别报告试样正反面的试验结果，应测试20个有效数据；如果要求分别报告正反面的测试结果，以正反面各10个贴向胶膜的试样进行测定，以所有测定值的算术平均值（kPa）表示结果。
（二）耐破指数（纸张）
耐破指数是将平均耐破度除以试样定量，以千帕平方米每克表示，由式（1）计算得出：
式中：
χ— 耐破指数，单位为kPa·m2/g；
ρ — 耐破度平均值，单位为kPa；
W— 试样定量，单位为g/m2。
（三） 耐破度单位换算
智能化的检测仪器必须同国际接轨，单位不仅使用于国内，也适用于国际贸易中。国际单位是kPa，欧美欧美国家使用英制单位lbf/in2(psi)，我国和日本、韩国习惯使用kgf/cm2，现在统一使用国际单位kPa。我们平常通俗讲“耐破强度20公斤”，从严格意义上来讲是不确切的，应该是“耐破强度20kgf/cm2”。
六、结果计算分析
（一）耐破度（纸板）
若未要求分别报告试样正反面的试验结果，应测试20个有效数据；如果要求分别报告正反面的测试结果，以正反面各10个贴向胶膜的试样进行测定，以所有测定值的算术平均值（kPa）表示结果。
（二）耐破指数（纸张）
耐破指数是将平均耐破度除以试样定量，以千帕平方米每克表示，由式（1）计算得出：
式中：
χ— 耐破指数，单位为kPa·m2/g；
ρ — 耐破度平均值，单位为kPa；
W— 试样定量，单位为g/m2。
（三） 耐破度单位换算
智能化的检测仪器必须同国际接轨，单位不仅使用于国内，也适用于国际贸易中。国际单位是kPa，欧美欧美国家使用英制单位lbf/in2(psi)，我国和日本、韩国习惯使用kgf/cm2，现在统一使用国际单位kPa。我们平常通俗讲“耐破强度20公斤”，从严格意义上来讲是不确切的，应该是“耐破强度20kgf/cm2”。
耐破度单位的表示方法有三种：kPa、kgf/cm2和lbf/in2(psi)。根据国标GB/T 17295-2008《国际贸易计量单位代码》中力、重力的关系，可推算出三者的关系：
☆1 kgf/cm2=98.0665 kPa = 14.223344 lbf/in2
☆1 kPa= 0.010197162 kgf/cm2= 0.14503774 lbf/in2☆1 kgf/cm2=98.0665 kPa = 14.223344 lbf/in2
☆ 1 lb/in2=0.070306955 kgf/cm2=6.894757 kPa
七、可能的错误操作及误差
（一）可能的错误操作
（1）定量未输入
系统自动使用默认定量进行耐破指数的计算，从而导致耐破指数的不准确。
（2）调压阀漏气
原因是气源气压不足。解决方法：应先关闭气源阀门，保证气源气压达到0.6MPa以上再给仪器供气。
（3）胶膜凸起
胶膜严重变形，需要更换新的胶膜。正常情况下，非工作状态，纸板胶膜相对于固定胶膜的夹盘外表面低约5.5mm（纸张胶膜低约3.5mm）。
（4）胶膜出现凹陷
胶膜出现凹陷的原因是供油不足，油杯里添加硅油。
（5）试样打不破
首先检查胶膜是否破裂，再检查油杯中油量是否充足，然后检查油杯上的螺母是否拧紧，最后再检查油杯里是否有空气。
（6）下夹盘出现漏油现象或胶膜老化
胶膜已破裂或胶膜老化，更换新的胶膜。
（7）测试结果偏差比较大
用高度规检查胶膜阻力。纸张耐破度凸起高度（9.0±0.2）mm时，胶膜阻力位（30±5）kPa；纸板耐破度凸起高度（10.0±0.2）mm时，胶膜阻力位（170～220）kPa，凸起高度（18.0±0.2）mm时，胶膜阻力位（250～350）kPa。
（二）主要误差来源
与胶膜相接触的表面为测试面，主要误差来源如下：
（1）压力测量系统校准不准确
压力测量系统的准确度是保证测量结果准确的前提条件，这个大家也都应该很清楚。耐破度仪在使用过程中药定期校准，以保证仪器达到规定的准确度，一般情况下，一年校准一次，这需要专业人员和设备才能校准，企业可以找相关专业机构进行操作。不同厚度的铝箔片可作为定值试样使用，这是因为铝箔片在应力下其特性不同于纸张，因此铝箔片不能作为校准标准，企业只能以此为参考。
（2）升压速度不准确（增加速率导致耐破度增加）。
现在的仪器除了手动加压型，气动或液压加压的基本不存在这个问题。
（3）胶膜不符合要求或胶膜相对于夹盘平面安装过高或过低。
胶膜变硬或失去弹性，会使耐破度明显增加；而胶膜弹性过大，通常导致耐破度明显降低。非工作状态下，纸张耐破度的胶膜的上表面比下夹盘的顶面约低3.5mm；纸板耐破度的胶膜的上表面比下夹盘的顶面约低5.5mm。胶膜使用一段时间后通常会发生变形，向上凸起，甚至当胶膜在活塞退到底的情况下还是高出下夹盘表面，这种情况会影响测试结果，应及时更换。
（4）试样夹持力不合适
当夹持力不适当或不均匀，一般会引起耐破度明显增加。如何判断夹持力是否合适？如果夹持力太低，试样会打滑，试样会滑出夹盘或在被夹持面积内起了皱褶；如果夹持力太高，试样的测试区域周边会断裂或夹持时发生夹盘转动的现象。
（5）系统中有空气（通常导致耐破度明显降低）
系统中有空气，通常导致耐破度明显降低。所以使用过程中要注意检查液压系统是否残存空气，特别是在仪器更换压力表或胶膜后，一定要把油加满，把空气排干净。一种判断油是否加满的简单方法就是用力按一下胶膜，如果有一种“肿胀”的感觉那就说明油是满的，如果胶膜一按就凹下去弹不回来了就是需要补充油了。一般耐破度使用的油为纯甘油或含缓蚀剂的乙二醇及低粘度硅油（如201甲基硅油 50°）。
未经本站的明确许可，任何人不得转载、盗链本站作品；不得复制或仿造本网站
本论于2022年9月发表于《纸箱世界》杂志
下一篇：没有了
上一篇：箱纸板有三种，技术指标各不相同