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概述
紙和紙板撕裂度測定儀是一種專門用于測定紙和紙板撕裂度的精密檢測設備。撕裂度是指將預先切有切口的紙或紙板撕至一定長度所需力的平均值，以毫牛頓（mN）表示，是衡量紙張抵抗撕裂擴展能力的關(guān)鍵物理指標。該設備采用埃萊門多夫（Elmendorf）撕裂法，利用擺錘勢能轉(zhuǎn)化為動能完成瞬間撕裂，通過能量守恒原理計算撕裂試樣所需的力。紙和紙板撕裂度測定儀廣泛應用于造紙企業(yè)、包裝企業(yè)、印刷企業(yè)、質(zhì)檢機構(gòu)、醫(yī)療器械包裝檢測機構(gòu)及科研院所，為產(chǎn)品的質(zhì)量控制、工藝優(yōu)化和材料選型提供科學依據(jù)。
適用樣品
紙和紙板撕裂度測定儀適用于多種紙質(zhì)材料的撕裂性能檢測：
文化用紙：適用于膠版紙、銅版紙、書寫紙等文化用紙的撕裂度測定，可用于評估縱向（MD）與橫向（CD）撕裂的均衡性。
包裝基材：適用于瓦楞原紙、箱板紙、白卡紙等包裝材料的撕裂度檢測。該標準適用于低定量紙板，不適用于瓦楞紙板，但可適用于瓦楞原紙。
醫(yī)療器械包裝材料：依據(jù)YY/T 0698.2-2022標準，適用于最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料（如滅菌包裹材料）的撕裂強度檢測；依據(jù)YY/T 0698.10-2009標準，適用于可密封組合袋、卷材和蓋材生產(chǎn)用涂膠聚烯烴非織造布材料的撕裂度檢測。
特種技術(shù)紙：適用于無塵紙、格拉辛紙等低定量（≤40g/m2）超薄材料的撕裂性能測試。
生活用紙：適用于衛(wèi)生紙、面巾紙等生活用紙的撕裂度測定。
食品包裝紙：適用于食品包裝用紙及紙板的撕裂性能檢測。
工業(yè)技術(shù)紙：適用于絕緣紙、過濾紙等工業(yè)用紙的高溫、油浸環(huán)境撕裂性能驗證。
測試原理
紙和紙板撕裂度測定儀基于埃萊門多夫（Elmendorf）撕裂法原理進行設計。測試時，具有規(guī)定預切口的一疊試樣（通常4層），用一垂直于試樣面的移動平面擺施加撕力，使紙撕開一個固定距離，用擺的勢能損失來測量在撕裂試樣的過程中所做的功，平均撕裂力由擺上的刻度來指示或由數(shù)字來顯示，紙張撕裂度由平均撕裂力和試樣層數(shù)來確定。
具體而言，愛利門道夫（Elmendorf）撕裂度儀由基架和擺錘組成，擺錘在摩擦力很小的軸承上支撐著，使其能圍繞水平軸自由擺動。測試前，將擺錘升至初始水平位置，試樣被夾持在固定夾子和擺錘夾子之間，夾持面尺寸至少為25mm寬×15mm深。兩夾子間距為2.8±0.3mm，夾子邊緣至擺軸中心的距離為104±1mm，初始撕裂角度為27.5°±0.5°。釋放擺錘后，其下擺產(chǎn)生的動能撕裂試樣，撕裂距離為43±0.5mm。通過測量擺錘撕裂試樣時損失的勢能來計算撕裂力，以毫牛頓（mN）為單位表示結(jié)果。撕裂指數(shù)則通過撕裂度除以紙張定量（g/m2）計算得出，單位為mN·m2/g。
測試標準
紙和紙板撕裂度測定儀的設計和測試方法嚴格遵循以下國內(nèi)外標準：
GB/T 455-2026《紙和紙板 撕裂度的測定》：中國國家標準，于2026年4月30日發(fā)布，2026年11月1日實施，全部代替GB/T 455-2002版本。該標準規(guī)定了紙和紙板撕裂度的測定方法，適用于撕裂度在儀器范圍內(nèi)的低定量紙板，不適用于瓦楞紙板但可適用于瓦楞原紙，不適用于測定高度定向的紙張的橫向撕裂度。
GB/T 455-2002《紙和紙板撕裂度的測定》：現(xiàn)行國家標準，等效采用ISO 1974:1990。該標準規(guī)定了使用埃萊門多夫法測定紙張和紙板撕裂度的標準化程序，適用于各種紙和紙板，特別是低定量紙張和中等定量紙板。
GB/T 455.1-2020《紙和紙板 撕裂度的測定 第1部分：埃萊門多夫法》：國家標準中關(guān)于埃萊門多夫法撕裂度測定的詳細規(guī)定。
GB/T 10739-2002《紙、紙板和紙漿試樣處理和試驗的標準大氣條件》：規(guī)定了測試前試樣處理和試驗的標準大氣條件（23±1℃，相對濕度50±2%）。
ISO 1974:2022《紙張 撕裂度的測定（埃爾門多夫法）》：國際標準，規(guī)定了用埃爾門多夫法測定紙張撕裂度的試驗方法。
ISO 6383-2:1983《塑料 薄膜和薄片 耐撕裂性能的測定 第2部分：埃萊門多夫法》：適用于塑料薄膜和薄片耐撕裂性能測定的國際標準。
ASTM D689-17《紙張內(nèi)部抗撕裂的標準試驗方法》：美國標準，使用Elmendorf型撕裂測試儀測量撕裂開始后將多張紙撕開指定距離所需的垂直于紙張平面的力。
ASTM D1922-23《用擺錘法測定塑料薄膜和薄板抗擴展撕裂性的標準試驗方法》：適用于塑料薄膜和薄板的撕裂強度測定。
YY/T 0698.2-2022《最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料 第2部分：滅菌包裹材料 要求和試驗方法》：醫(yī)藥行業(yè)標準，要求對滅菌包裹材料的撕裂強度進行檢測。
YY/T 0698.10-2009《最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料 第10部分：可密封組合袋、卷材和蓋材生產(chǎn)用涂膠聚烯烴非織造布材料 要求和試驗方法》：涉及撕裂度的檢測，按GB/T 455試驗。
TAPPI T414 om-17《紙張撕裂強度（埃爾門多夫儀器法）》：國際行業(yè)標準，規(guī)定了使用埃爾門多夫型撕裂測試儀的試驗方法。
QB/T 1050-2012《紙與紙板撕裂度儀》：輕工行業(yè)標準，規(guī)定了撕裂度儀的產(chǎn)品分類、技術(shù)要求、試驗方法和檢驗規(guī)則。
儀器特征
現(xiàn)代紙和紙板撕裂度測定儀普遍具備以下技術(shù)特征：
高精度測控系統(tǒng)：采用PLC（可編程邏輯控制器）工業(yè)控制系統(tǒng)，配合高精度傳感器與電子測量單元，自動化電子式測量確保測試的穩(wěn)定性和準確性。測試精度優(yōu)于0.5%，測試誤差控制在±0.2%以內(nèi)。
智能化操作平臺：配備7英寸HMI人機界面觸摸屏，菜單顯示，操作直觀、簡便。具備數(shù)字水平調(diào)整輔助功能，可確保儀器始終處于最佳的測試狀態(tài)。部分型號采用液晶中文顯示，具有測試數(shù)據(jù)記憶功能，可實現(xiàn)全自動測試、計算、打印結(jié)果等一體化功能。
自動化輔助裝置：配備氣動夾持系統(tǒng)與擺錘自動釋放裝置，有效避免了因人為因素引起的系統(tǒng)誤差。電動釋放擺功能減少了因人而異的測試誤差，確保了每次測試的釋放力量一致。
多容量擺錘可選：提供200gf、400gf、800gf、1600gf、3200gf、6400gf等多種規(guī)格的擺錘，用戶可根據(jù)材料特性與檢測標準選配其一。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計與輸出：系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計與存儲功能，內(nèi)置微型打印機，方便快捷輸出測試結(jié)果。
專用切口刀具：配備標準切口刀，用于在試樣中心位置預切規(guī)定長度的切口，確保切口整齊光滑。
圓形試樣取樣器：配套供應標準尺寸的試樣取樣器，確保測試的一致性和規(guī)范性。
使用方法
依據(jù)GB/T 455標準規(guī)定，紙和紙板撕裂度測定儀的使用應遵循標準化操作流程：
1. 試樣制備
試樣大小應為（63±0.5）mm×（50±2）mm，應按樣品的縱橫向分別切取。如果紙張縱向與樣品的短邊平行，則進行橫向試驗，反之進行縱向試驗。試樣的采取按GB/T 450進行，確保所取試樣沒有折痕、皺紋或其他明顯缺陷，如有水印應在測試報告中注明。每個方向應至少做5次有效試驗。試樣必須經(jīng)標準處理，按GB/T 10739進行溫濕處理，在標準大氣條件（23±1℃，相對濕度50±2%）下平衡至少4小時。
2. 測試前準備
檢查儀器水平，用儀器底座上的水平泡調(diào)節(jié)儀器前后的水平。確認刀具及砧床清潔無損傷。開啟電源預熱。根據(jù)試樣選擇合適的擺錘容量，應使測定讀數(shù)在滿刻度值的20%～80%范圍內(nèi)。
3. 儀器校準
將擺升至初始位置并用擺的釋放機構(gòu)固定。對于電子式設備，開機后需按校零步驟進行零點校準，不同型號設備校準方法略有差異，應參照設備說明書執(zhí)行。在初次使用、更換測試層數(shù)、搬動位置或改變擺重后，必須進行重新校準。校準用標準砝碼需在法定檢定有效期內(nèi)，各量程下的顯示誤差應滿足±1%的精度要求。
4. 試樣安裝
將試樣一半正面對著刀，另一半反面對著刀。試樣的側(cè)面邊緣應整齊，底邊應與夾子底部相接觸，并對正夾緊。使用氣動夾具時需確保壓縮空氣壓力充足（通常≥45PSI），否則可能引起儀器不能夾緊試樣而影響測試結(jié)果。
5. 執(zhí)行測試
用切刀將試樣切一整齊的刀口（切口長度20±0.5mm），將刀返回靜止位置。使指針與指針停止器相接觸，迅速壓下擺的釋放裝置。當擺向回擺時，用手輕輕地抓住它且不妨礙指針位置，使指針與操作者的眼睛水平，讀取指針讀數(shù)或數(shù)字顯示值。
6. 結(jié)果記錄與處理
松開夾子去掉已撕的試樣，使擺和指針回至初始位置，準備下一次測定。當試驗中有1～2個試樣的撕裂線末端與刀口延長線的左右偏斜超過10mm，應舍棄不記，重復試驗直至得到5個滿意的結(jié)果。若有2個以上試樣的偏斜超過10mm則棄用該組數(shù)據(jù)。撕裂度由平均撕裂力和試樣層數(shù)確定，撕裂指數(shù)通過撕裂度除以紙張定量計算。
維護保養(yǎng)
日常清潔：每次測試后，用軟布或刷子清潔刀具、砧床及測試臺面，去除殘留的紙屑或灰塵。用無塵布清潔夾持器、擺錘及儀器臺面，清除紙屑和碎渣。禁止使用腐蝕性清潔劑。
刀具檢查：定期檢查切口刀刃口有無磨損、變形或缺損，確保刀具固定緊，刀刃鋒利無傷。刀片應在兩夾子中間，與夾子頂部成一直角。當試樣刀口不整齊平直時必須更換切口刀。更換切口刀必須在斷開電源和壓縮空氣下進行。
運動部件保養(yǎng)：定期在擺錘的轉(zhuǎn)動軸承處加注儀表油或鐘表油，確保軸承轉(zhuǎn)動靈活。每月檢查傳動部件潤滑情況，添加專用潤滑油。
擺錘維護：扇形擺錘任何部位不允許碰撞和修銼。不使用時，應將擺錘歸位至初始位置，避免擺錘長期懸掛受力。
傳感器與導軌：清潔傳感器和導軌，避免灰塵堆積影響靈敏度。光電編碼器和扇形擺體是影響儀器測試準確度的關(guān)鍵部件，應保持清潔狀態(tài)。
環(huán)境管理：儀器應置于清潔、干燥、無振動、防強磁的環(huán)境中，避免陽光直射和溫度劇烈波動。建議環(huán)境溫度控制在10-30℃，相對濕度≤80%。長期不用時應加蓋防塵罩，并每季度通電空載運行一次，防止部件老化。
耗材更換：定期更換磨損的夾具襯墊、傳動帶等易損件，確保夾持力穩(wěn)定。
校準方法與周期
校準依據(jù)：埃萊門多夫撕裂度儀的校準依據(jù)GB/T 455.1-2020《紙和紙板 撕裂度的測定 第1部分：埃萊門多夫法》和JJG（輕工）101-2019《埃萊門多夫撕裂度儀檢定規(guī)程》。
環(huán)境要求：校準驗證需在溫度23℃±2℃、相對濕度50%±5%的標準環(huán)境下進行，儀器需放置于水平穩(wěn)固的工作臺，周圍無明顯振動、氣流干擾，避免陽光直射。
擺錘平衡檢查：將撕裂度測定儀調(diào)好水平后，不夾試樣空擺一次，觀察指針是否指零。若不指零，使用移動指針停止器調(diào)節(jié)。
擺的摩擦檢查：在擺的停止器上由接觸擺的邊緣向右25mm處做一參考記號，將扇形擺置于起始位置。空擺狀態(tài)下，最輕的擺不少于20次，輕擺不少于25次，標準擺不少于35次。每次擺向左邊時，擺的邊緣應保持在標志以內(nèi)，否則軸承需清洗加油。
指針摩擦檢查：調(diào)好儀器的水平和指針零點，將指針放在標尺零點，放下空擺，指針不得推出零點外。若指針摩擦不符合要求，清潔或調(diào)整軸承表面及指針套頂針的位置。調(diào)整指針摩擦后，必須重新校對零點。
力值精度校準：根據(jù)儀器量程，將標準砝碼掛在擺錘指定力矩點，依次測試不同量程下儀器顯示的力值與標準砝碼換算值的偏差，偏差需≤±1%。完成力值校準后，進行零點校準，儀器顯示零點漂移量需≤±0.5mN。
撕裂長度校準：用80～100g/m2較挺括的紙，切成撕裂試樣，夾于兩夾子間，操縱刀切一切口，取下試樣量切口的其余部分應為（43.0±0.5）mm，若長度不對，調(diào)節(jié)刀的位置。
校準周期：建議檢定周期一般為12個月。實際校準周期可根據(jù)使用頻率、環(huán)境條件、儀器穩(wěn)定性等因素適當調(diào)整。儀器經(jīng)過維修、更換刀具、搬動位置或改變擺重后，必須進行重新校準。在設備檢驗周期內(nèi)，建議配合定期期間核查（如每月使用標準撕裂力砝碼進行快速驗證），以確認儀器的持續(xù)準確性。
常見故障與排除方法
故障一：測試結(jié)果重復性差。
排除：檢查試樣制備是否標準化（尺寸、溫濕處理等）；檢查刀具是否鋒利；檢查擺錘是否處于自由懸掛狀態(tài)；檢查儀器是否在校準有效期內(nèi)；確認試樣切口是否整齊。
故障二：擺錘回零不準或指針漂移。
排除：檢查軸承是否缺油或污損，應加注鐘表油清洗軸承；檢查指針緊固螺絲是否松動；調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié)螺絲。
故障三：夾持試樣時滑脫。
排除：檢查氣動夾具氣壓是否充足（需≥45PSI）；清潔并檢查夾持面，更換老化密封圈。
故障四：數(shù)據(jù)異?；驕y試過程中出現(xiàn)異常。
排除：確認試樣是否夾歪、切口是否標準、環(huán)境是否達標。若撕裂線末端與刀口延長線的左右偏斜超過10mm，應舍棄該試樣重新測試。
故障五：刀具無法正常切口。
排除：檢查切口刀是否固定緊，刀刃是否鋒利無傷。如刀刃鈍化，必須在斷開電源和壓縮空氣下更換切口刀。
故障六：觸摸屏失靈或系統(tǒng)無法啟動。
排除：檢查電源電壓是否穩(wěn)定，檢查內(nèi)部保險管是否熔斷。設備故障時先切斷電源，聯(lián)系廠家技術(shù)支持，禁止自行拆卸核心部件。
重要提示：以上內(nèi)容基于通用技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標準。在實際應用中，應嚴格遵守GB/T 455-2026、GB/T 455.1-2020、GB/T 10739-2002、ISO 1974、YY/T 0698系列標準及QB/T 1050-2012等相關(guān)標準的最新版本規(guī)定，并建立相應的標準操作規(guī)程。試樣的溫濕處理是影響撕裂度測定結(jié)果的關(guān)鍵因素，應嚴格按照標準要求執(zhí)行。擺錘容量的選擇應根據(jù)試樣撕裂力大小確定，確保讀數(shù)在滿量程的20%～80%范圍內(nèi)，避免超量程使用。所有測試儀器需處于有效的校準狀態(tài)，并由經(jīng)過培訓的人員操作。測試結(jié)果的判定需嚴格依據(jù)產(chǎn)品對應的質(zhì)量標準或企業(yè)內(nèi)部標準。
參考資料
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