【GB国家标准】 纸和纸板弯曲挺度的测定

ICS85-010
中华人民共和国国家标准
GB/T22364—2018
代替GB/T22364—2008
纸和纸板
弯曲挺度的测定
Paperand board-Determination of bending resistance(ISO2493-l:2010,PaperandboardDeterminationof bendingresistance-Part 1:Constantrateof deflection;ISO2493-2:2o11,Paper and boardDetermination of bending resistancePart 2:Taber-type tester;ISO 5629:2017,Paper and boardDetermination of bending stiffness-Resonance method, MOD)2018-12-28发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
2019-07-01实施
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草GB/T22364—2018
本标准代替GB/T22364—2008《纸和纸板弯曲挺度的测定》。与GB/T22364—2008相比，主要变化如下：
修改了范围（见第1章，2008年版的第1章）：修改了术语和定义（见第3章，2008年版的第3章）；一将静态弯曲法拆分为恒速弯曲法和泰伯式挺度仪法（见第4章、第5章，2008年版的第4章）；一修改了试验报告内容（见第7章，2008年版的第6章）；一增加了精密度的相关数据（见附录B)；删除了2008年版的附录B。
本标准使用重新起草法修改采用IS02493-1：2010《纸和纸板弯曲挺度的测定第1部分：恒速弯曲法》（方法一：恒速弯曲法），ISO2493-2：2011《纸和纸板弯曲挺度的测定第2部分：泰伯式挺度仪法》（方法二：泰伯式挺度仪法）、ISO5629：2017《纸和纸板弯曲挺度的测定共振法》（方法三：共振法）。
本标准与ISO2493-1：2010、ISO2493-2：2011、ISO5629：2017相比，在结构上有较多调整，附录A列出了本标准与ISO2493-1：2010、ISO2493-2:2011、ISO5629：2017的章条编号对照一览表、本标准与ISO2493-1：2010、ISO2493-2：2011、ISO5629：2017相比，主要技术性差异及其原因如下：
关于规范性引用文件，本标准与ISO2493-1：2010、ISO2493-2：2011、ISO5629：2017相比，做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中：
·用修改采用国际标准的GB/T450代替ISO186；?用等效采用国际标准的GB/T451.2代替ISO536·用等效采用国际标准的GB/T10739代替ISO187本标准与ISO5629：2017相比，主要技术性差异及其原因如下：一将一般试样宽度为10mm~25mm”修改为*试样宽度为15mm，高定量试样的宽度可为25mm\，以有助于减小试验的误差（见6.3.3）；一将试验方法中的方法A和方法B内容进行了整合（见6.4），因两种方法的区别仅在定量测定的方法不同；
合并结果表示方法A和方法B，因两者计算方法实质相同（见6.4.4）。本标准做了下列编辑性修改：
删除了ISO5629：2017的附录A；一将精密度相关内容统一编排到附录B(见B.3），以与本标准中其他两种方法协调一致。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。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（SAC/TC141)归口。本标准起草单位：四川长江造纸仪器有限责任公司、中国制浆造纸研究院有限公司、国家纸张质量监督检验中心
本标准主要起草人：殷报春、温建宇、黎的非、曹凯月。1
GB/T22364—2018
本标准所代替标准的历次版本发布情况为GB/T2679.3—1981、GB/T2679.3—1996;—GB/T12909—1991；
—GB/T22364—2008
1范围
纸和纸板
弯曲挺度的测定
GB/T22364—2018
本标准规定了纸和纸板弯曲挺度的三种测定方法：恒速弯曲法泰伯式挺度仪法和共振法本标准的恒速弯曲法适用于弯曲挺度为20mN～10000mN的纸和纸板。本标准的泰伯式挺度仪法主要适用于高定量的纸和纸板，本标准中泰伯式挺度仪不包括使用10mm弯曲长度的低量程泰伯式挺度仪。本标准的共振法适用于天多数纸和纸板，不适用手测定时会产生分层有明显卷曲的纸和纸板，以及定量低于40g/m的纸，本标准适用于瓦楞纸板组成成分但不适用于瓦楞纸板注：使用不同试验方法得到的测量结果不能相互换算。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件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—2008，ISO186：2002.MOD)
GB/T451.2纸和纸板定量的测定（GB/T451.2—2002，eqvISO536：1995）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，eqvISO187：1990)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件
弯曲力bendingforce
在本标准规定的试验条件下，弯曲一端被夹持的矩形试样所需要的力。注：弯曲力定义适用于恒速弯曲法。3.2
bending moment
弯曲力矩
在本标准规定的试验条件下，弯曲一端被夹持的矩形试样所需要的力矩。注：弯曲力矩定义适用于泰伯式挺度仪法。3.3
bending resistance
弯曲挺度
在本标准规定的试验条件下，纸和纸板在弹性变形范围内受力弯曲时所需要的力或力矩3.4
弯曲角度bendingangle
夹头从初始位置到弯曲挺度测量位置之间旋转的角度注：弯曲角度定义适用于恒速弯曲法和泰伯式挺度仪法，弯曲角度为15或7.5°1
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bending length
弯曲长度
夹头到试样受力点之间的恒定径向距离。注：弯曲长度定义适用于恒速弯曲法（见图1中的1)和泰伯式挺度仪法。3.6
自由长度freelength
试样伸出夹头部分的总长
注：自由长度定义适用于恒速弯曲法（见图1中的L）。3.7
bending resistance index
弯曲挺度指数
弯曲挺度除以定量的三次方。
注：弯曲挺度指数适用于恒速弯曲法和泰伯式挺度仪法，4方法一：恒速弯曲法
4.1原理
在规定的弯曲长度（50mm或10mm）下，用将一端被夹持的试样弯曲到规定角度所需的弯曲力的平均值表示弯曲挺度。
2仪器
4.2.1取样器www.bzxz.net
用于切取符合精度要求的试样，例如冲切式取样器或双刀取样器。4.2.2弯曲挺度仪（见图1）
4.2.2.1夹头：宽度不少于38mm，长度不少于20mm，在与试样平面垂直的方向上可调节以夹持试样。在初始位置，夹头将试样固定在垂直平面内。夹头应能以（5.0士0.5）°/s的恒定速度绕夹持线所形成的轴线旋转（15.0士0.3)°的弯曲角度。必要时可以使用（7.5士0.3）°的弯曲角度，见4.7。4.2.2.2刀口：与试样的初始位置垂直，在试样宽度的中间施加弯曲力。刀口线长度为（16土2）mm并与夹头的旋转轴（见图1）平行。刀口线应倒钝，刀口线到夹头旋转轴的距离为（50.0士0.1）mm。如必要，刀口线到夹头旋转轴的距离可以调整到（10.0士0.1)mm。4.2.2.3弯曲力测量装置：测量当试样弯曲到弯曲角度（15.0士0.3）或（7.5士0.3）°时，通过试样施加到刀口线的力。读数在0mN～100mN之间时，弯曲力的最大允许误差为土5%；读数大于100mN时，弯曲力的最大允许误差为土2%。在整个测量范围内，传感器在其受力方向上的变形应小于0.05mm，力传感器对横向力应具有较低的灵敏度2
说明：
弯曲力测量装置：
刀口：
试样：
旋转轴：
夹头；
弯曲长度；
自由长度。
4.3校准
图1弯曲挺度仪示意图
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应经常校准力传感器和弯曲角度。校准方法取决于仪器类型，应参照仪器使用说明书进行校准。4.4取样
如果试验用于评价一批样品，应按GB/T450规定采取试样。如果试验用于评价其他类型的样品，应确保所取样品具有代表性。
4.5温湿处理
纸和纸板试样应在GB/T10739规定的大气条件下进行温湿处理，并在此大气条件下进行试样制备和试验。
4.6试样制备
4.6.1测定纵、横向挺度时，与试样长度一致的方向为测定方向。试样的测试区域不应有褶皱、折痕、肉眼可见的损伤或其他缺陷。如测试区域包含水印，应在试验报告中注明，标记试样正反面，以确保正反两面获得相同数量的测试结果。4.6.2高扭曲和卷曲的试样可能得出不可靠的结果，拉直卷曲或扭曲的试样均可能对原材料造成损坏。
4.6.3在每个试验方向切取至少10片试样，试样宽度为（38.0士0.2)mm，长度至少80mm（弯曲长度为50mm）。如使用较短的弯曲长度，试样长度应至少为40mm（弯曲长度为10mm）。4.7试验步骤
4.7.1如需测量弯曲挺度指数，按GB/T451.2规定测定试样的定量。3
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4.7.2在（50.0士0.1）mm弯曲长度下进行试验。对弯曲挺度太低以至于在此弯曲长度下无法测定的试样，可使用（10.0士0.1)mm的弯曲长度。这种情况下，应在试验报告中注明所使用的弯曲长度注：使用不同弯曲长度得到的结果不能相互换算4.7.3将试样放入夹头，确保试样对齐并以规定的自由长度伸出夹头。弯曲长度为50mm时，自由长度（L）为（57土3）mm；弯曲长度为10mm时，自由长度（L）为（17土3）mm。不应用裸手接触试样靠近夹头部位的区域，这一区域水分含量的变化会影响到试验结果。4.7.4夹持压力应足以保证牢固地夹持住试样，并确保所测得的弯曲力不受夹持压力的影响。注：过高的夹持压力可能导致弯曲力值降低。4.7.5将仪器的弯曲角度设定为15°。测试前不应以任何方式弯曲试样，对任何试样的测试不应超过一次。为获得准确的弯曲角度，试验前应确保刀口线与试样表面接触但不对试样施加任何力4.7.6如果最大弯曲力在试样弯曲到15°前出现，或在测试过程中出现断裂，扭结或褶皱，应舍弃试验结果。如果超过10%的试样出现这种情况，应使用7.5的弯曲角度，并应在试验报告中注明所使用的弯曲角度。
注：使用7.5°弯曲角度得到的试验结果，不能通过乘以2换算为15弯曲角度的结果，因为其与弯曲角度的关系为非线性的。
4.7.7根据所使用的仪器型式，按使用说明书指示的步骤测量弯曲力。记录规定数量试样的弯曲力4.7.8测定时试样正反面弯曲试验的数自应相同。对每个测试方向，在规定的弯曲角度下，应至少测试10个试样并得到10组有效数据。试样从仪器夹头上取下后不得再次使用，4.8计算和结果表示
4.8.1弯曲挺度
对每个试验方向，以所有弯曲力有效数据的平均值计算弯曲挺度及标准偏差。报告每个方向的弯曲挺度，单位为牛顿（N）或毫牛顿（mN），保留三位有效数字。4.8.2弯曲挺度指数
如必要，按式（1)计算每个试验方向的弯曲挺度指数B
式中：
弯曲挺度指数，单位为牛顿六次方米每三次方克（N·m°/g*）；B
B——弯曲挺度，单位为牛顿(N)；8
试样的定量，单位为克每平方米（g/m）。报告每个试验方向的弯曲挺度指数，保留三位有效数学。5方法二：泰伯式挺度仪法
5.1原理
使用泰伯式挺度仪将规定尺寸的试样弯曲至一定的弯曲角度，读取仪器度盘上的弯曲力矩值5.2仪器
5.2.1泰伯式挺度仪（见图2）
1摆P：安装在低摩擦轴承上，绕中心点CP旋转。摆上安装夹头C,夹头上有两个螺钉以夹持试5.2.1.1
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样TP并使试样中心与摆的上端刻划的中心线L对齐。摆的下端是一个螺柱S1,其上可附加重蛇，在距中心点100.0mm士0.1mm的位置对摆施加载荷。不加重碗时，载荷为10.000g士0.001g。5.2.1.2垂直度盘VD：由电机驱动，绕中心点CP旋转，上装两个驱动臂支架DAA，通过两个驱动臂DA，以一定的悬臂长度对试样加载。弯曲长度为50.0mm士0.1mm。驱动臂通过螺纹调节，以适应不同厚度试样的试验。驱动臂端部有滚简作为向试样传递力的装置。可以调节驱动臂长度，使试样到每个滚筒的距离为0.33mm土0.03mm。垂直度盘的上边缘有中心线刻线，垂直度盘的外围距离中心线刻线两侧7.5°和15的位置各刻有两根参考线。驱动装置驱动垂直度盘VD以恒定速度转动，转动速度充许范围为170min~210/min。
5.2.1.3固定环FAD：位于垂直度盘VD边缘的周围。固定环中心线刻线的两侧各刻有0～100标尺，指示将试样向左或向右弯曲所需要的力矩。注：为了图样清晰，图2中只画出了0、20和40刻度5.2.1.4座体：用于支撑摆P、垂直度盘VD和固定环FAD，装有调节仪器水平的装置。5.2.1.5各种载荷重：按制造商给出的测量范围分档安装在螺柱S1上，最大可提供490mN·m的弯曲力矩。
品品品品
说明：
垂直度盘；
试样；
夹头：
中心点；
螺柱：
7.5°偏角参考线：
15°偏角参考线：
驱动臂支架；
驱动臂；
固定环；
挺度值0参考线；
挺度值20参考线；
挺度值40参考线；
摆的中心线，
图2泰伯式挺度仪示意图
5.2.2仪器准备
5.2.2.1将仪器放置在坚固、平整的台面上。将垂直度盘VD置于零位，将选定的重碗W安装在螺柱5
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S1上。闭合夹头C，使夹纸面与摆的中心线重合。调节仪器水平，使摆处于铅垂位置5.2.2.2将摆推移15°角并释放以检查轴承摩擦。在摆动停止前，摆的往复摆动次数应不少于20次，5.3校准
定期校准仪器并检查仪器精度。校准方法取决于仪器类型，应参照仪器使用说明书进行校准。注：仪器制造商通常会提供弹簧钢试样条用于仪器校准。5.4取样
如果试验用于评价一批样品，应按GB/T450规定采取试样。如果用于其他类型的评价试验，应确保所取样品具有代表性。
5.5温湿处理
纸和纸板试样应在GB/T10739规定的大气条件下进行温湿处理，并在此大气条件下进行试样制备和试验。
5.6试样制备
5.6.1如需测量弯曲挺度指数，按GB/T451.2规定测定试样的定量。5.6.2试样长度70mm士1mm，宽度38.0mm士0.2mm，试样长边方向为测试方向。在试样的纵横两个方向各切取足够数量的试样，确保每个测试方向能进行至少5次有效测试。5.6.3测试区域应避免褶皱、折痕、裂纹或其他缺陷。如测试区域包含水印，应在试验报告中注明5.6.4高扭曲和卷曲的试样可能得出不可靠的结果，拉直卷曲或扭曲的试样均可能对原材料造成损坏。
5.7试验步骤
5.7.1将试样放人夹头C，试样一端与夹头上边缘平齐，另一端放置在两个驱动臂DA端部的滚筒之间。
5.7.2调节夹头C的两个夹紧螺钉，使试样与摆的中心线L对齐。5.7.3夹头螺钉的夹紧力可能影响试验结果。夹紧力应足以牢固夹持试样，但不致使试样产生压缩或变形。除试样自由端表面与驱动臂DA间的摩擦力外，试样的自由端应不受其他限制。5.7.4调节驱动臂端部的滚筒使之刚好与试样接触。调节其中一个驱动臂DA的长度，使试样与滚筒间的距离为0.33mm土0.03mm。
注：夹人试样后，摆可能不平衡在零位。试样自身的弯曲会造成向两个方向弯曲试验时的读数差异，试样的挺度是两个方向弯曲试验得到的读数的平均值。5.7.5开动电机使垂直度盘VD向一侧旋转弯曲试样，直至摆的中心刻线L对齐垂直度盘的15°刻线，记录固定环FAD上读取的刻度值并立刻将垂直度盘返回至零位。5.7.6用同样方式将试样向另一侧弯曲得到另一个读数。根据需要对至少5个纵向（MD）试样和（或）至少5个横向（CD)试样进行试验，在要求的每个测试方向得到5组有效结果即10个有效数据。5.7.7如果最大弯曲力在试样弯曲到15°前出现，或在测试过程中出现断裂，扭结或褶皱，应舍弃试验结果。如果在某个特定方向（纵向或横向）切取的试样中超过10%出现这种情况，应在这一试样方向使用7.5°的弯曲角度，并应在试验报告中注明所使用的弯曲角度。注：使用7.5°弯曲角度得到的试验结果，不能通过乘以2换算为15°弯曲角度的结果，因为其与弯曲角度的关系为非线性的。
3计算和结果表示
5.8.1弯曲挺度
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在每个试验方向，以全部10个测试结果（向左5个弯曲力矩和向右5个弯曲力矩）的平均值计算弯曲挺度。
注：有的仪器可能以泰伯挺度单位给出结果。泰伯挺度单位与国际单位制单位可通过式（2)换算：M=T.X0.098066
式中：
弯曲挺度，单位为毫牛米（mN·m）：泰伯弯曲力矩读数，单位为泰伯挺度单位报告纵向和（或）横向弯曲挺度，单位为毫牛米（mN·m），保留三位有效数字。5.8.2弯曲挺度指数
如需要，按式（3)计算所需的每个试验方向的弯曲挺度指数：B
式中：
弯曲挺度指数，单位为毫牛米六次方米每三次方克（mN·m·m°/g）；B
弯曲挺度，单位为毫牛米（mN·m）；试样的定量，单位为克每平方米（g/m\）按要求报告每个试验方向的弯曲挺度指数，结果保留三位有效数字。方法三：共振法
6.1原理
.（2)
.（3）
将试样一端夹住，在标准规定条件下测定其共振长度，由试样定量和共振长度计算弯曲挺度仪器
6.2.1共振挺度仪
由夹具系统，试样夹振动装置、频闪灯、放大镜等组成。示意图见图3。7
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说明：
放大镜(可选)；
振动方向；
试样夹：
下夹具(可选）；
频闪灯：
试样；
振动机构：
标尺（可选）。
夹具系统
图3共振挺度仪示意图
6.2.2.1试样夹由两个平行的金属平板组成，这两个金属平板可以调整到指定的间隙和夹持力。试样应正好能从夹板间拖过，夹板的安装应使试样可以从试样夹的两端伸出。夹板的小无关紧要，但夹板宽度应超过所测试样宽度，通常应大于25mm。试样夹口的上边缘可为圆弧形，圆弧的曲率半径应小于0.1mm。
6.2.2.2活动的下夹具，结构没有严格的规定。试样借助于下夹具可以从试样夹中拉进（有时需推出）。此夹具上还可以适当地连结一个测量装置，使得从刻度上能够直接读出试样的共振长度，其尺寸精度应读准至0.1mm。
6.2.3试样夹振动装置
试样夹在与纸面垂直的水平面上，以25.0Hz士0.1Hz的频率，不大于0.2mm的振幅振动。6.2.4频闪灯
在与振动装置相同的频率和相位下工作，用于照亮试样的顶部边缘。通常只要能够提供足够照度的灯亦可使用。
6.2.5放大镜
用来观察试样自由端的振动情况。8
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