GBT 12914-2008 纸和纸板 抗张强度的测定

ICS 85-010 Y30

中华人民共和国国家标准

GB/T12914-2008

代替GB/T453-2002,GB/T12914-1991

纸和纸板 抗张强度的测定

Paper and hoard-Determination of tensile properties

(ISO1924-1:1992,Paper and board-Determination of tensile properties- Part1:Constant rate of loading method,ISO1924-2:1994,Paper and board-Determination of tensile properties-Part2:Constant rate of elongation method,MOD)

2008-08-19发布                                                      2009-05-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

         中国国家标准化管理委员会                    发布

GB/T12914-2008

前 言

本标准中恒速加荷法内容修改采用ISO1924-11992《纸和纸板抗张强度的测定第1部分;恒速加荷法》恒速拉仲法内容与ISO19242:1994《纸和纸板抗张强度的测定第2部分:恒速拉伸法》一致。

本标准与ISO1924-1:1992的差异参见附录C。

本标准是对GB/T453-2002《纸和纸板抗张强度的测定法(恒速加荷法)》和GB/T12914-1991《纸和纸板抗张强度的测定法(恒速拉伸法)》的整合。

本标准同时代替GB/T453-2002和GB/T12914-1991。

本标准与GR/T453-2002GB/T12914--1991相比，主要变化如下

--规范性引用文件中增加了GB/T4512-2002和QB/T3704-1999: --减小了试样宽度的误差; -增加了弹性模量的定义。

本标准的附录A为规范性附录附录B和附录C为资料性附录。本标准由中国轻工业联合会提出。

本标准由全国造纸工业标准化技术委员会归口。本标准起草单位:中国制浆造纸研究院。本标准主要起草人:史记。

本标准所代替标准的历次版本发布情况为: ---GB/T453-1989GB/T453-2002; --GB/T12914-1991

本标准由全国造纸工业标准化技术委员会负责解释。

GB/T12914-2008

纸和纸板抗张强度的测定

1范围

本标准规定了纸和纸板抗张强度的两种测定方法:恒速加荷法和恒速拉伸法。本标准适用于除瓦楞纸板外的所有纸和纸板。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件，其新版本适用于本标准。

GB/T450纸和纸板试样的采取及试样纵横向、正反面的测定(GB/T450-2000ISO186:2002,MOD)

GB/T4512纸和纸板定量的测定(GB/T4512-2002,cqvISO536:1995) GB/T4513纸和纸板厚度的测定(GB/T4513--2002idt ISO534:1988)

GB/T10739纸纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气条件(GB/T10739-2002,eqvISO1871990)

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

抗张强度tensile strength

在标准试验方法规定的条件下单位宽度的纸或纸板断裂前所能承受的最大张力。

3.2

裂断长brcakinglength

假设将一定宽度的纸或纸板的一端悬挂起来，计算由其因自重而断裂的最大长度。

3.3

抗张指数tensile index

抗张强度除以定量，以牛顿·米/克表示。

3.4

裂断时伸长率stretchat break

在标准试验方法规定的条件下，试样断裂时的伸长长度与原始长度的比率，以百分数表示。

3.5

抗张能量吸收tensile energy absorption

将单位面积的纸和纸板拉伸至断裂时所做的总功。

3.6

抗张能量吸收指数tensile energy absorption index抗张能量吸收除以定量。

3.7

弹性模量modulus of elasticity

单位试验面积上受到的张力与单位长度的伸长之比。

4方法A--恒速加荷法

4.1原理

抗张强度试验仪在恒速加荷的条件下，将规定尺寸的试样拉伸至断裂,测定其抗张力,并记录其最大抗张力。从获得的结果和试样的定量可以计算出裂断长及抗张指数。

4.2仪器

4.2.1抗张强度试验仪将接近于恒速的加，作用于规定尺寸的试样上，测定其抗张力。

加荷的速率可以调节从而使试样的断裂时间在20s士5s范围内(见注1)。当一个基本不伸长的材料夹在夹子中间，并在20s内达到满量程时，其加荷速率在任何时间前后1s的变化应不超过5%(见注2)。

注1:若不改进现有的商业试验仪，就不可能使所有纸种的试验都达到这一速率(为了加速例行试验，常采用105士5s的断裂时间，但所得结果将比规定的方法高2%)。

注2:为了满足加荷速率的变化不大于5%的要求，摆锤式仪器不应在摆角大于50的条件下操作。抗张强度试验仪应包括4.2.1.1和4.2.1.2中所提到的部件。

4.2.1.1抗张强度试验仪的精度应为士1%。

注，虽然许多怕速加荷的仪器用于激定伸长率，但其定精度很低。因此，不推荐用此种方法液定伸长率。当需要

测定伸长率时，推荐使用配有电子放大和记录的恒速拉伸型仪器。

4.2.1.2夹头:两个为了夹住规定宽度的试样(见第8章)每个夹头应沿一条直线将试样的全宽牢固地夹住，不应损坏或滑动试样。夹头应配有调节夹力的部件。

夹头的夹面应在同一平面上而且在试验过程中，试样也应位于这一平面上。

注:夹头将试样夹在圆柱面和平面之间，或者两个圆柱面之间试样面与圆柱面相切。如果试样在测定过程中不发

生损伤或滑动，也可使用其他类型的夹头。

在加荷过程中，夹线间的平行度应保持在1以内，而且夹线与作用力方向和试样长边应保持偏差不大于1的垂直(见图1)。

夹线间的距离应调节到所规定的试验长度，且偏差应不大于士1mm。

4.2.2 裁切装置:将试样裁切至规定尺寸。

5方法B--恒速拉伸法

5.1原理

抗张强度试验仪在恒速拉伸的条件下，将规定尺寸的试样拉伸至断裂,测定其抗张力。如需要，可测定试样的伸长率记录其最大抗张力。

如果连续记录抗张力和伸长率则可计算出抗张能量吸收。

从获得的结果和试样的定最，可以计算出抗张指数和抗张能量吸收指数。

5.2仪器

5.2.1抗张强度试验仪:在恒定拉伸速率下拉长一定尺寸的试样，用于测定抗张力。如有必要，还可测定相应的伸长率。在电子积分仪或类似仪器上抗张力可以记录为伸长率的函数。抗张强度试验仪的组成部分如5.2.1.1和5.2.1.2所示。

5.2.1.1抗张力的测定和记录装置:其精度应为士1%。如果需要,伸长率的精度应为+0.1%。

注:伸长率的精度是非常重要的为了精确测定实际伸长率推荐将合适的记录仪直接放在试样上，这样可以避免测定时发生明显的伸长。例如试样在夹头处发生不可察觉的松弛或者由于仪器接头处的滑动而导致试样松弛。后者是由仪器的磨损导致的同时与施加的负荷有关。

5.2.1.2夹头:见4.2.1.2。

5.2.2裁切装置:将试样裁切至规定尺寸。

5.2.3在线测定仪:如积分仪,读数精度应为+1%。在试验过程中，可以对不同的试样长度进行自动分析。若需要测定抗张能量吸收，应使用该仪器。

5.2.4绘制抗张力伸长率曲线并测定该曲线最大斜率的装置:若需要测定弹性模量，则应使用该仪器。

6取样

按GB/T450进行取样。

7温湿处理

试样应按GB/T10739进行温湿处理，并在此相同的大气条件下制备试样并进行试验。

8试样的制备

8.1如果需要裂断长抗张指数和抗张能量吸收指数则应按GB/T4512测定定量。

8.2如果需要弹性模量则应按GB/T4513测定厚度。

注:如果要获得弹性模量的精确值则应单独测定每个试样的厚度而不是按GB/T451.3的规定测定样品的平均厚度，但是，GB/T4513中所用的厚度计的铁砧直径为16mm，因此对于15mm宽的试样来说，其承受的压十会略大于给定的100kPa。因此本方法测得的弹性模量只是一个估计值。

8.3在试样的试验面积内不应有折痕明显的裂口和水印。不应在任何距平板纸或卷简纸边缘15mm以内切取试样。如必须包括水印，则应在试验报告上注明。

注:实验室手抄片可以在距边缘15mm以内切取试样。

8.4一次切取足够数量的试样以保证纸和纸板在纵向和横向上,各有10个有效的测定结果。

8.5试样的两个边应是平直的，其平行度应在士01mm之内。切口应整齐，尤任何损伤。

注:某些纸例如软薄页纸难于切齐。在这种情况下，应将两层或三层这种纸夹在较硬的纸中如70g/m的证券纸中间，然后再切取试样。

8.6试样的裁切尺寸如下:

a)试样宽度应为15mm士01mm

注:在有些特定情况下或者样品为卫生纸时，宽度可以为25mm士01mm或50mn士01mm，但应在试验报告中注明。同时应考虑该测定结果与标准宽度的测定结果间的一致性

b)试样长应能试样且不触及夹头间的试样部分，最短长度通常为250mm。当测定实验室手抄纸片时，应按其标准规定进行裁切。

注:对于某些产品如卫生纸其尺寸小于规定的180mm的试验夹距。在这种情况下，试样长度应达到9.1中注1的规定，并在试验报告中注明试样。

9试验步骤

9.1仪器的校准和调节

按出厂说明书安装仪器。如果需要，可按附录A校准仪器的测力元件和伸长率测定装置。

调节夹头的鱼荷，保证试验过程中试样无滑动无损伤。

调节夹头位置使试验长度(夹线间的平均距离)为180mm+1mm(见85的注)。将一片薄铝箔夹在两个夹头间,测定薄铝箔因夹持而产生的两个印子之间的距离，并以此来检验测定长度是否准确。采用恒速拉伸法应调整仪器的拉伸速率至20mm/min士5mm/min。

注1:在某些情况下可以使用较小的长度例如伸长率较大的纸或受长度限制的样品。如遇到这种情况，建议将拉伸速率数值调节至试样初始长度的10%士2.5%。应在试验报告中注明所采用的试验长度和拉伸速率。

注2:对于某些纸和纸板试样可能在5s内断裂，也可能需要30s以上的时间才能断裂。此时，需要使用不同的拉伸速率，同时应在试验报告中注明。

9.2测定

在与试样温湿处理相同的大气条件下进行试验(见第7章)。

检查测量装置的零位如果使用记录装置也应校准零位。

将夹头调整到规定试验长度将试样夹在夹头上，注意不应用手接触试验区域,建议在处理试样时佩戴一次性或轻质棉手套。摆正并夹紧试样不留任何可觉察的松弛，并且不产生明显的应变。保证试样平行于所施加的张力方向(见图1)。

注1;仪器在垂直方向夹持试样时为防止试样松，可以在试样下端附上一个小砝码，如低定量的纸可以附上一个10g砝码。该方法不适用于高伸长率的纸。

注2对于柔软的卫生纸，不对试样施加张力时很难辩别“可觉察的松弛”。此时，试样可以保留*低限度的松弛。采用恒速加荷法时应先做预测试验，以便选择能使试样在(25+5)s内断裂的加荷速度。

开始试验直至试样断裂记录所施加的最大抗张力。如需要还应记录断裂时的伸长(单位为mm)或者从仪器直接读出裂断时的伸长率(为一百分数)。

记录所有读数。如果某一样品超过20%的试样在离夹头10mm以内断裂则按照91的规定检查仪器。如果是仪器故障所致，则弃去所测数据并采取补救措施。在试验报告中注明在离夹头10mm以内断裂的试样数量。

应在纸和纸板的每个方向上至少测定10个试样，以使在每个方向上均能得到10个有效结果

10结果的计算

10.1总则

分别计算并以纸和纸板每个方向所得结果表示。机制纸或纸板有纵向和横向而实验室于抄片没有方向的区别。

10.2符号

公式中所用的符号如下:

t--试样的平均厚度mm(见4211的注);

E--等效功，即作用力-伸长率曲线所围面积,J或mJ

E°-弹性模量平均值MN/m(MPa);

g一定量平均值g/m;

S--抗张强度,kN/m;

ιi---夹头间的初始长度，mm;

Διi--所选试样长度的变化mm(见图2);

wi--试样的初始宽度，mm;

￣F--平均抗张力,N;

ΔF--与04对应的力的变化(见图2);

I--抗张指数，N·m/g;

Z--抗张能量吸收,J/m;

￣Z--平均抗张能量吸收/m

l,--抗张能量吸收指数，mJ/g

10.3 抗张强度

103.3.1按式(1)计算试样的抗张强度。

抗张强度用三位有效数字表示。

注:对于低定量的纸例如薄页纸其抗张强度用N/m表示更合适。

10.3.2计算抗张力的标准偏差。

10.4 抗张指数

如需要，按式(2)计算抗张指数。

抗张指数用三位有效数字表示。也可用式(3)计算出抗张指数。

注:由抗张强度平均值和定量计算抗张指数。测定定量和抗张力时二者的变异性不同，彼此之间也不存在相关性，因此不能真实地反映出抗张指数的偏差影响标准偏差的计算。鉴于上述原因，不推荐计算抗张指数的标准偏差。

10.5裂断时伸长率

10.5.1如果需要且仪器具备测定条件，则可由裂断时伸长和初始长度计算出烈断时伸长率，并计算平均值，结果保留一位小数。

仪器直接以百分数的形式给出裂断时仲长率结果保留一位小数。10.5.2计算结果的标准偏差。

10.6抗张能量吸收

10.6.1如果需要可按如下两种方法计算每个试样的抗张能量吸收通过仪器自带的积分仪，或者抗张力-伸长率曲线下最大抗张力下的面积。用式(4)或式(5)计算抗张能量吸收:

式中E的单位为J。

或者，

式中，E的单位为mJ。

计算抗张能量吸收的平均值结果保留三位有效数字。

10.6.2计算结果的标准偏差。

10.7抗张能量吸收指数

如果需要按式(6)计算抗张能量吸收指数:

抗张能量吸收指数用三位有效数字表示。

10.8弹性模量

如果需要按式(7)计算每个方向的弹性模量:

弹性模量用三位有效数字表示。

11精确度

试验的精确度取决于被测纸和纸板的变化性。荷兰和美国分别进行了独立试验，其结果列于表1中，同时给出了重复性和再现性的数值。

11.1重复性

同一操作人员使用相同的仪器对同一试验材料在较短的时间间隔内做两次独立的试验操作正常且正确时两个试验结果间存在一差值在20个结果中超过平均重复性的不能多于一个。

11.2再现性

两个操作人员在不同的实验室对同一试验材料做两次独立的试验，操作正常且正确时，两个试验结果间存在一差值在20个结果中超过平均重复性的不能多于一个。

12试验报告

试验报告应包括下列内容:

a)本标准的编号;

b)试样的准确鉴别;

c)试验的日期和地点;

d)所用的温湿处理条件:

e)试样宽度不是15mm士01mm时，记录其宽度;

f)试样长度不是180mm士1mm时，记录其长度;

g) 拉伸速率不是20mm/min士5mm/min时，记录该速率;

h)试验中的试样数目读数不合理的试样数目在距夹头10mm以内断裂的试样数目;

i) 每个方向的平均抗张强度;

j) 如需要，报告裂断时平均伸长率，以仲长对初始长度的百分数表示;

k) 如需要，报告平均抗张能量吸收;

l) 如需要，报告以上各性质的标准偏差;

m) 如需要，报告平均弹性模量:

n) 如需要，报告抗张指数和/或抗张能量吸收指数:

o) 如测定，报告样品的定量和/或厚度

p) 任何偏离本标准及可能影响结果的任何情况。

附录A

(规范性附录)

仪器的校准和调整

依据仪器的使用频率定期校准仪器。建议每月至少校准一次。

使用已知质量精度为士01%的砝码校准仪器的测力部件如使用还应检查记录装置。计算由砝码质量所产生的力以及试样由于自重而自由下落的力。

在加载的情况下，在伸长装置的整个量程中用游标卡尺或块规校准测量伸长的部件。如有使用还应校准记录仪。

在加荷时，有些抗张试验仪的测力部件可能伸长。为保证不影响试验结果，应在相应量程内的几点上校准测力和伸长部件。

如使用积分仪测定抗张能最吸收则应在张力和仲长的相应最程内按仪器说明书校准积分仪。检查夹头，使其符合4.2.1.2的规定。检查测定弹性模量用的绘图装置。

附录B

(资料性附录)

本标准与ISO1924-1:1992和ISO1924-2:1994章条编号对照

表B1给出了本标准与ISO1924-1:1992和ISO1924-2:1994章条编号对照一览表。

表B1本标准与ISO1924-1:1992和ISO1924-2:1994章条编号对照

附录C(资料性附录)

本标准与ISO1924-1:1992技术性差异及其原因

表C1给出了本标准与ISO1924-1:1992技术性差异及其原因一览表。

表C1本标准与ISO1924-1:1992技术性差异及其原因