彎曲挺度是在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,紙和紙板在彈性變形范圍內(nèi)受力彎曲時(shí)所需要的力或力矩，反映紙張的挺硬或柔軟程度。彎曲挺度使紙或紙板具有了抗彎、抗壓、抗扭矩的能力。作為一個(gè)重要的物理性能指標(biāo)，挺度的大小與紙制品的加工成型以及應(yīng)用有密切的關(guān)系。一般而言，紙板的挺度越好，紙機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性越好，越有利于產(chǎn)品的生產(chǎn)和處理，反之則會(huì)造成紙板的印刷褶皺，套印不準(zhǔn)等問題。在包裝紙板中，較高的彎曲挺度使紙板有一定的剛度和強(qiáng)度,提高了紙箱抗凸出的能力，以提升內(nèi)容物的保護(hù)程度。

影響紙和紙板彎曲挺度的影響因素有很多。對(duì)紙張而言，其挺度值與原紙的彈性模量和紙張的厚度有關(guān)，其中彈性模量的大小與紙頁(yè)纖維的結(jié)合力和成型技術(shù)有密切關(guān)系;對(duì)多層包裝紙板而言，挺度的大小與各紙層的挺度大小有關(guān)。紙板外層紙張抗拉伸和壓縮的能力對(duì)紙板挺度的影響最大，隨著紙層向中性層的靠近，該紙層對(duì)挺度的作用越來越小。

用于測(cè)定紙和紙板彎曲挺度的方法有很多，如靜態(tài)彎曲法(包含 Taber 法和勻速?gòu)澢?、Instron 法、Gurley 法、共振法、Clark法。在日常檢測(cè)中，實(shí)驗(yàn)室多采用靜態(tài)彎曲法作為挺度的測(cè)量方法。

靜態(tài)彎曲法按照國(guó)標(biāo)GB/T22364-2018《紙和紙板 彎曲挺度的測(cè)定》 的規(guī)定進(jìn)行。該標(biāo)準(zhǔn)修改采用ISO 2493-1：2010。適用于制造紙箱和紙盒的紙和紙板。適用于彎曲挺度為20mN～10000mN的紙和紙板。

一、參考方法標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 22364、GB/T 2679·3 、ISO 2493.1

二、檢測(cè)原理

在規(guī)定的彎曲長(zhǎng)度(50mm或10mm)下,用將一端被夾持的試樣彎曲到規(guī)定角度所需的彎曲力的平均值表示彎曲挺度。

三、檢測(cè)設(shè)備

試驗(yàn)儀由機(jī)械傳動(dòng)、硬件電路、傳感器、顯示屏、測(cè)量控制及WiFi聯(lián)網(wǎng)模塊等部件組成。電腦挺度測(cè)定儀（以PN-ST500F智能機(jī)型為例）外形結(jié)構(gòu)如圖1所示，測(cè)試夾具示意圖如圖2所示。

1－打印機(jī) 2－彎曲長(zhǎng)度固定插銷 3－距離調(diào)節(jié)旋鈕 4－試樣夾緊旋鈕 5－顯示屏 6－傳感器

圖1 PN-ST500F 電腦挺度測(cè)定儀

圖2 電腦挺度測(cè)定儀夾具

四、測(cè)試過程

1. 試樣采取和處理

試樣采取按GB/T 450進(jìn)行，處理按GB/T 10739進(jìn)行，并在此大氣條件下進(jìn)行試樣制備和試驗(yàn)。

2. 試樣制備

測(cè)定縱、橫向挺度時(shí),與試樣長(zhǎng)度一致的方向?yàn)闇y(cè)定方向。試樣的測(cè)試區(qū)域不應(yīng)有褶皺、折痕肉眼可見的損傷或其他缺陷。如測(cè)試區(qū)域包含水印,應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。標(biāo)記試樣正反面,以確保正反兩面獲得相同數(shù)量的測(cè)試結(jié)果。高扭曲和卷曲的試樣可能得出不可靠的結(jié)果,拉直卷曲或扭曲的試樣均可能對(duì)原材料造成損壞。在每個(gè)試驗(yàn)方向切取至少10片試樣,試樣寬度為38.0mm,長(zhǎng)度至少80mm(彎曲長(zhǎng)度為50 mm)。如使用較短的彎曲長(zhǎng)度,試樣長(zhǎng)度應(yīng)至少為40mm(彎曲長(zhǎng)度為10mm)。

3. 測(cè)試

如需測(cè)量彎曲挺度指數(shù),按GB/T451.2規(guī)定測(cè)定試樣的定量。

在50.0mm彎曲長(zhǎng)度下進(jìn)行試驗(yàn)（設(shè)置彎曲長(zhǎng)度50mm）。將試樣放入夾頭,確保試樣對(duì)齊并以規(guī)定的自由長(zhǎng)度伸出夾頭。 將儀器的彎曲角度設(shè)定為15°(設(shè)置時(shí)間3s)。測(cè)試前不應(yīng)以任何方式彎曲試樣,對(duì)任何試樣的測(cè)試不應(yīng)超過一次。為獲得準(zhǔn)確的彎曲角度,試驗(yàn)前應(yīng)確保刀口線與試樣表面接觸但不對(duì)試樣施加任何力。

如果最大彎曲力在試樣彎曲到15°前出現(xiàn),或在測(cè)試過程中出現(xiàn)斷裂、扭結(jié)或褶皺,應(yīng)舍棄試驗(yàn)結(jié)果。如果超過10%的試樣出現(xiàn)這種情況,應(yīng)使用7.5°的彎曲角度,并應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明所使用的彎曲角度。

圖3 紙和紙板彎曲挺度測(cè)試設(shè)備

按【測(cè)試】鍵，啟動(dòng)測(cè)試，彎曲至設(shè)置角度，停止測(cè)試，夾頭復(fù)位，屏幕顯示測(cè)試結(jié)果。

測(cè)定時(shí)試樣正反面彎曲試驗(yàn)的數(shù)目應(yīng)相同。對(duì)每個(gè)測(cè)試方向,在規(guī)定的彎曲角度下,應(yīng)至少測(cè)試10個(gè)試樣并得到10組有效數(shù)據(jù)。試樣從儀器夾頭上取下后不得再次使用。

4. 計(jì)算和結(jié)果表示

? 彎曲挺度

對(duì)每個(gè)試驗(yàn)方向,以所有彎曲力有效數(shù)據(jù)的平均值計(jì)算彎曲挺度及標(biāo)準(zhǔn)偏差。

報(bào)告每個(gè)方向的彎曲挺度,單位為牛頓（N）或毫牛頓(mN),保留三位有效數(shù)字。

? 彎曲挺度指數(shù)

按式（1）計(jì)算每個(gè)試驗(yàn)方向的彎曲挺度指數(shù)：

式中：

B₁ — 彎曲挺度指數(shù)，單位為N·m⁶/g³；

B — 彎曲力值，單位為N；

G — 試樣的定量，單位為g/m²。

報(bào)告每個(gè)試驗(yàn)方向的彎曲挺度指數(shù),保留三位有效數(shù)字。

七、可能的錯(cuò)誤操作及誤差來源

7.1 可能的錯(cuò)誤操作

7.1.1 開機(jī)直接測(cè)。

本儀器屬于電子儀器，測(cè)量前要預(yù)熱30min以上。

7.1.2 放置試樣時(shí)，裸手拿住靠近夾頭部位

不應(yīng)用裸手接觸試樣靠近夾頭部位的區(qū)域,這一區(qū)域水分含量的變化會(huì)影響到試驗(yàn)結(jié)果。

7.1.3 不同彎曲長(zhǎng)度的結(jié)果相互換算

對(duì)彎曲挺度太低以至于在此彎曲長(zhǎng)度下無(wú)法測(cè)定的試樣,可使用10.0mm的彎曲長(zhǎng)度。這種情況下,應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明所使用的彎曲長(zhǎng)度。注:使用不同彎曲長(zhǎng)度得到的結(jié)果不能相互換算。

7.1.4 試驗(yàn)前未進(jìn)行溫濕度處理

紙制品具有的親水性的特性，其壓縮性能容易受周圍環(huán)境的溫度、濕度的影響。

7.2 主要誤差來源

7.2.1 壓力測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)不準(zhǔn)確

本儀器高精密電子產(chǎn)品，使用一段時(shí)間后，因?yàn)殡娮釉骷皞鞲衅鞯男阅軙?huì)發(fā)生變化，從而影響測(cè)試結(jié)果，所以要定期進(jìn)行校準(zhǔn)。

7.2.2 取樣的影響

取樣的質(zhì)量直接影響測(cè)試結(jié)果，取樣精度越高，測(cè)試數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。

本文2024年6月，發(fā)表于《紙箱世界》雜志