《包装测试技术.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《包装测试技术.ppt（40页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、2.4 纸与纸板表面性能测试,：在一定压力下试样与平面金属环接触，金属环内通入一定压力的空气，从试样面和金属环面之间流出的空气量，单位是ml/min。 ：在一定的真空度下，一定容积的空气通过在一定压力下、一定面积的试样面与玻璃面之间的间隙所需要的时间，单位是s。,测试方法：空气泄漏法、光学接触发、针描法、印刷实验法、电容发、摩擦法以及液体挤压法等。,：是指两表面间的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。它是和表面的粗糙度有关，而和接触面积的大小无关。依运动的性质，它可分为动摩擦系数和静摩擦系数。,粗糙度,平滑度,摩擦系数,一、空气泄漏法,1、Bekk测试法,测试原理,将试样置于环形玻璃砧上，
2、并在试样上施加一定的压力。由环形玻璃砧的中心孔通入一定的容积的空气，测定空气通过试样与玻璃砧之间所需要的时间来表示纸张的平滑度。,1,2,3,空气,1压盖；2试样；3玻璃砧,国标GB456：不适用于测定厚度0.5mm以上或透气度较大的纸张。,普通型Bekk平滑度仪测试法,1）试样的采集与处理。 2）试样放置于玻璃砧，被测面紧贴玻璃砧，盖好橡胶膜和金属压盖。 3）调压，给试样施加一定压力。 4）仪器上的阀门开到指定位置，用真空泵或抽气筒从容器内抽气。水银柱高度高于380mmHg柱，停止抽气，迅速拧紧有关阀门。 5）外界空气沿试样表面和玻璃砧表面之间进入容器，使水银柱下降。当到达380mmHg柱时
3、，开动秒表计，直至降到360mmHg柱时关闭秒表。秒表读数即为试样的平滑度。,测试方法,若用小管测量，秒表读数再乘以10。,大小管的使用原则：平滑度300s用小管。,ZPD-10B型平滑度仪,影响Bekk平滑度的因素 测量值的相对误差与环境气压的标准偏差成正比。 温度升高，测量误差会增大。 平滑度随相对湿度的增大而增大。 平滑度随试验压力的增大而增大。 试样有效面积偏大时，所测得的平滑度值偏高，反之偏低。 加压时间越长，平滑度值越大。 施加压力越大，平滑度值也越大。,将试样置于夹头上，抬起内圆筒，内圆筒靠自重自由落下，使得定量空气（100ml）在一定压力下通过给定面积的试样。测得所需时间即为平
4、滑度值。,2、Gurley三用仪测试方法,测试原理,1）调节仪器水平，移开内圆筒，将专用油注入外圆筒，油面高度达到外圆筒中部表面的环状纹线。 2）升高内圆筒，把弹簧指针连接于内圆筒凸缘下方。将测量头、垫圈安装于仪器上。 3）将标准温湿度环境下处理至平衡的试样插入底座上的冲孔器中，冲1个小圆孔。取8层纸张。 4）将已冲孔的纸样夹于夹头，保证冲孔没有被夹头的任何部位遮住。 5）用棒状螺旋把纸垫慢慢夹紧，逆转离开，借杆臂重量加载。,测量方法,6）自由落下内圆筒，待零刻度线与外圆筒顶部对齐时，立即启动秒表或计时器计时。内圆筒靠自重将系统内空气压出，待内圆筒50ml刻度线与外圆筒对齐时，停止计时，所计时
5、间即为平滑度，单位s/50ml。,3、Bendtsen 测定法,测试原理,恒定压力的微弱气流从金属环与试样的接触面之间通过，以泄漏空气量来衡量纸与纸张表面的粗糙度,1）试样采集与处理 2）检查仪器的密封性，将试样置于玻璃板上，被测面朝上。 3）启动仪器，把150ml水柱的调压砝码放于在固定柱，使之转动，拨动通气阀门，使空气通过流量计（量程的10 90%）。 4）把测量头置于试样上，5s后读取流量计浮子指示的数值，即为试样的粗糙度。测定完各个试样的粗糙度（正反面各10张）后结束试验。,测试方法,4、Parker印刷表面粗糙度仪测试法,测试原理 将试样置于试样夹上，由于试样遮住了光源，试样夹关闭夹
6、紧。先设定一定的压力，测量面与传感器重叠，测定试样表面之间的空气泄漏，由传感器探测，在显示器上显示处来，即试样的粗糙度。,二、光学接触法 光学接触指纸张的凸峰部分与棱镜的间隙入射光波长的接触。非光学接触指间隙入射光波长。,光学接触法能测得纸张与加压物体之间接触面积的大小，测量数据与加载大小、纸张的压缩特性有关，但不能反映纸张凹下部分的深浅程度。,SE-3A针描粗糙度仪测量纸张表面的微观几何形状。 试验原理：一个很尖的触针在粘贴于平滑玻璃板上的纸张试样表面作匀速滑动，因表面峰谷不平使触针上下移动。若将触针上下位移参数通过机械或电学方法加以放大、处理，再利用记录仪器显示纸张表面的微观几何形状的图形
7、。,三、 针描法,四、水迹法,测量印刷过程中纸张平滑度/粗糙度，在一定印刷速度、印刷压力和衬垫条件下模拟圆压圆印刷状态，纸张表面的几何形状与实际圆压圆印刷工艺相近，表征纸张在印刷过程中的平均粗糙度，可用单位面积内凹穴容积标定印刷平滑度。,六、摩擦系数,MXD-02型摩擦系数仪,测试原理 将重量块置于台面的左方并处于水平位置，然后开电动机，使台面慢慢的倾斜，在重量块开始滑动的瞬间，立即停止电动机，在刻度盘直接读出静摩擦系数。,2.5 纸与纸板的光学性能测试, 反射：光从纸面上呈镜面反射，反射量的大小用光泽度来评价。 透射：光射入纸层，形成散射光，用散射系数来评价。 散射：光透过纸层，形成折射光，
8、用不透明度来评价。 吸收：光被纸张吸收变成热能，用吸收系数来评价。 漫反射：当一部分光进入纸张内部，并在各个方向上反射出数量相同的光。则形成半球形的漫反射现象，用漫反射率来评价。,标准照明体是指入射在被观察者所观测的物体上的一个特定的相对光谱功率分布。能实现这种标准照明体的人工光源的物理反射体称为标准光源。,标准照明体和标准光源,光度计,1、45/0光度计：指45角照明、垂直观测的光度计。入射光轴线与试样平面法线夹角450.5，反射光轴线与平面法线夹角0 0.5；入射光轴线与反射光轴线最大夹角9.52.0,反射光与反射光轴线最大夹角17.52.0，测试孔径不小于20mm。 光谱特性模拟D65光
9、源，富含紫外线。如SBD仪。,2、d/0光度计: 指漫反射照明、垂直观测的光度计。用积分球对试样漫射照明，积分球直径不小于100mm，球内孔总面积不超过球内面积的10%，测试孔径不小于20mm，试样面的法线与观测光束的轴线8，观测轴线与观测线最大夹角2.50.2。 光谱特性模拟D65光源，富含紫外线。,一、白度测试,白度：指白色或接近白色的纸与纸板的表面对蓝光的反射率（主波长为457nm光的反射率），以相对于蓝光照射氧化镁标板表面的反射百分率表示。,测试原理 用钨丝灯作光源，光束以45投射在试样上，而在法线方向由硒光电池接收试样漫反射的光通量，试样越白，光电池接收的光通量就越大，输出的光电流也
10、就越大。试样的白度与光电池输出的光电流成线性关系。,1、白度仪测试法,1）工作标准白度板的标定：用于校正仪器。采用反射因子100%完全反射漫反射体进行。确定仪器参数符合标准规定，用黑筒调好仪器零点，再用基准完全反射漫反射体校正仪器，将工作标准白度板作为试样测量，所得到的反射率即为工作白度板的标定值。 2）白度测试：选取70mm50mm 的试样若干张（长边为纵向），不透光，使白度值不变。将试样置于测试孔上，试样纵向与照射光平行。待仪器显示器的显示值稳定后，读取显示值。每一试样分别以正、反面各测定3次，计算平均值，最大值和最小值。,测试方法,3）荧光白度测试（荧光增白是一种光致发光的物理现象） a
11、、预热仪器，用黑筒和无荧光标准板校正仪器。 b、荧光标准板置于试样座，测试荧光R475的值Sf，若Sf与荧光标准板的标准值S不符，则调节仪器紫外线含量，直至Sf= S。 c、用紫外线截止滤光片消除入射光中的紫外辐射，用无荧光标准板和黑筒重复校正仪器。测定荧光标准板的R457反射率S，仪器紫外线截止滤光片的定标因子：B=（S-N）/(Sf-Sc),F=B(Rf-Rc),2、Elrepho光度仪测试法,测试原理,球壳的内壁涂有白色漫反射层，球壁上任一点产生的光照度是由许多部分叠加而成，它们在光电池上产生的光电流与光照度成正比。,将多层试样置于托架上，调节测量鼓，使检流计读数为零。此时，测量刻度鼓上
12、的指示值为试样白度。,测试方法,3、Elrepho 2000 色度仪测试法,Elrepho光度计改进型，光源用两个频闪氙灯代替原来的系统，用单色器分光代替原来的滤色片，用阵列光电池代替仪器原来的光电池。,工作原理,先校对仪器，把多层试样重叠后放入试样座上，启动氙气灯，即可进行测量。显示出R457的反射率值和黄度指数G值。,测试方法,二、颜色测试,颜色表示方法,CIE-XYZ系统表示法,x=X/(X+Y+Z)；y=Y/(X+Y+Z)；z=Z/(X+Y+Z), CIE L*a*b均匀色空间表示法,明度指数：L*= 0，黑色； L*= 100，纯白色。 色度指数：a* 0，偏红； a* 0，偏黄；
13、b* 0，偏蓝。,主波长指合成某一颜色的主要光谱色波长，记为D（）； 色纯度表示颜色接近同一主波长光谱色的程度，记为P（e）； 明度主要用于评价新闻纸，记为Y。,主波长、色纯度、明度表示法,测试方法 1）切取试样，通电预热反射光度计； 2）用黑、白标准板校准仪器； 3）试样置于测试座上，依次测量三个刺激值 X, Y, Z； 4）使用色度计，直接读出L*，a*，b*值或 x, y值。,三、光泽度测试,测试原理 某种光源以一定入射角照射试样，在与入射角相同的反射角处接受试样镜面反射光量，以试样镜面反射光量与同种条件下标准光泽板的镜面反射光量之比（）表示光泽度。,光泽度是一种光学平滑度的量度，检验制
14、品表面的均匀程度。,Gs(0)=s/o*100%,（1） 根据纸、纸板光泽度的高低或标准选择适当角度的光泽度测定仪，校正仪器。 （2）切取100mm100mm 的试样，置于标准温湿度环境下处理至平衡。试样保持清洁、平整，不得用手触摸试样表面，不得有水印、斑点。 （3）试样插入测试孔，从显示器读取光泽度值。每一试样正反面及纵横向都应测试，取正、反面纵横平均值作为光泽度值。,测试方法,四、透明度/不透明度测试,透明度指单层试样反映被覆盖物影像的明显程度。用表示。,1）选择45%式反射光度计，标准白板，标准黑板；用黑白板校正仪器。 2）切取50mm70mm 的试样，长边为纵向。把单张试样平整的背衬白
15、色标准板，夹持在测试孔上，长边与光线入射方向平行，测定反射率RW 。 3）把同一层试样再平整地背衬黑色标准板，夹持在测试孔上，长边与光线入射方向平行，测定反射率R0。 4）计算透明度：,测试方法,T=(Rw-Ro)/Rw*100%,不透明度测试法 切取50mm70mm 的试样，长边为纵向，重叠若干张至不透明为止；平整地夹持在测试孔上，长边与仪器的前后的方向平行，用绿色滤光片测定反射率RW；再用单张试样置于黑色衬垫上，用绿色滤光片测定反射率R0 ，计算不透明度。 C = 0表示理想的完全透明体；C = 100 表示为完全不透明体。 试样正、反面各测定5次，取平均值，最大值和最小值。,C=Ro/R
16、w*100%,2.6 纸与纸板结构性能测试,一、透气度的测试,透气度：指在单位压差作用下，在单位时间内通过单位面积试样的平均气流量。也可以用在一定面积、一定真空度条件下，每秒钟透过纸张的空气量（m3/s）或透过100ml空气所需要的时间（s）表示透气度。,1、Schopper透气度仪测试法,测试原理,将试样夹于试样夹内，从密闭的盛水玻璃容器中溢水，以形成试样上下面的压差。当压差稳定时，进气量等于水流量，测定一定时间内的水流量（ml/min）或溢出一定体积的水所需要的时间（min/ml），用以表示试样透气度。,Ps=V/(P*t),测试方法,1）按GB450，切取60 mm60mm 试样10片，
17、标明正、反方向，GB10739置于标准温湿度环境处理至平衡。 2）将试样置于上、下压环之间，夹紧。 3）溢水管下部放置量杯，打开放水阀，缓慢调节针形调节阀门，调节真空度至100mm水柱。 4）待U型管压差稳定之后，启动秒表，用量筒接水，1min内量筒中所积的水量即为试样的透气度。单位：ml/min.,2、Gurley透气度仪测试法,测试原理,由浮于密封油上的直立筒平稳下降而压缩筒内的空气，并使之透过试样，从而测定已知容积空气透过试样所需要的时间，计算得透气度。,Ps=1.27V/t,3、Bendtsen透气度仪,工作原理,将试样置于橡皮垫与上压环之间压紧，气流由空气压缩机产生，经缓冲瓶、稳压阀
18、流量计进入透气测试头,4、微孔性纸张透气度测试法,5、非多孔性纸张透气度测试法,纸与纸板的水分是指在100 105下烘干至恒重时所减少的重量与试样原重量之比。以百分比（）表示。,测试原理,X=（g2-g1）/g2100%,方法：称取小块试样5g，置于称量瓶，在烘箱内烘干至恒重，放入干燥器冷却，再次称量，精确度0.001g。,二、透湿性测试,1、水分测试,2、透湿度及折痕透湿度测定,透湿度：指薄片材质两面保持一定的蒸汽压力差，在一定温湿度下，水蒸气24h透过1m2试样的质量，单位g/m2.24h。,折痕透湿度：指在同样的试验条件下，水蒸气24h透过100m试样折痕的质量，单位g/100m.24h
19、。,试验原理：将试样密封在装有吸湿剂的透湿杯口上，放置于恒温恒湿箱内，一定时间间隔后称杯子重量，当重量增量与时间间隔成比例时，以质量的增量表示透湿度,透湿度 P=24W1/(AT),折痕透湿度 CP=24*100*(W2-W1)/(2DT),1）沿纸幅横向切取直径60mm试样8片，取4片轻轻垂直交叉折叠，用金属压辊对每片折痕正反面各滚压1次，折线与辊轴平行，再用压辊平压折痕，制成带有折痕的试样。 2）透湿杯杯皿内加入干燥剂，表面平坦，与试样下表面距离3mm。再把试样放入杯口，加上杯环，用蜡密封。 3）用粗天平称量封好的透湿杯。取下杯盖，把透湿杯放进 T = 380.5，RH = 902%恒温恒
20、湿箱，预处理2h后取出，盖好杯盖称量，精确至0.0005g。再取下杯盖后放入恒温恒湿箱，经一定时间间隔称量。待连续2次称量相差小于5%时停止试验。以波动小于5%的连续2次称量的平均值表示结果。,测试方法,三、抗水性能测试,抗水性能是指纸或纸板阻止水从试样的一个表面渗透到另一表面的能力。,测试方法 1）试样采集与处理 2）将试样置于两个橡皮垫之间，再将橡皮垫夹在金属杯顶与金属套环之间，打开进水、排水阀门，将水放入，直至试样下面的空气排完，关闭排水阀门。使试样所受的水压增加，直至压力计读书指示到所要求的数值。保持此压力，观察水的渗透，当第一个水迹出现时，记下时间。,四、透油性测试,透油度指在一定温
21、湿度和压力下，标准变压器油在给定时间内向给定面积纸、纸板渗透油的质量，单位mg/（m2.h）。,P0=(W2-W1)/(At),1）切取120mm 120mm 试样6片，标明正、反方向，置于标准温湿度环境处理至平衡。 2）向油杯内注入温度201标准变压器油20ml。 3）把试样置于油杯上，上面衬3层滤纸，再盖上杯盖压紧。 4）将油杯翻转180，使标准变压器油覆于纸面上，计时，迅速用加压球加压0.5kgf/cm2，操作时间不得超过10s。 5）计时5min后立即排气减压，翻转油杯，15s 内取出衬纸，称重精确至0.0001g，衬纸重量差即为透油度。取平均值。 6）计算试样的透油度。,测试方法,三
22、、施胶度,施胶：对纸浆或纸板进行处理，使其获得抵抗液体（水，油，水蒸气）渗透扩散的性能。以保证内装物不受水或潮气的侵蚀。,施胶度又称耐水度，纸张的吸水性的强弱，即水在纸面上渗透和扩散的程度，表示耐水性的大小。是评价纸和纸板憎水能力的物理量。,测试方法：墨水划线法，表面吸收能量法，吸水高度法，浸水增重法，电导法，卷曲法，接触角法。,1、墨水划线法,用标准墨水划线时不扩张也不渗透的线条的最大宽度表示，单位mm。线条越宽，施胶度愈高。,测试方法,1）试样采集与处理。 2）试样平铺玻璃板上，划线器保持45以100m/s速度沿着与试样纵向45方向划出长100mm，宽度由0.25mm开始，以0.25mm递增至2mm的线条。划线时，在线条的开始和末端各停1s。 3）待线条在标准温湿度下风干后，按“纸张对墨水渗透和扩散比较板”衡量试样对墨水不渗透、不扩散时的最大线条宽度，即施胶度。,2、表面吸收能量法,测试原理,以纸或纸板的一面与水接触，经一定的时间，表面吸收水分所能增加的重量表示，单位g/m2.,S=(g1-g2)*100,