一、前言

GB/T 26203-2010已執(zhí)行十多年，在紙張和紙板行業(yè)，內結合強度在質量控制過程中起著至關重要的作用。內結合強度過低，在印刷、制盒時可能會出現分層現象，影響用戶使用。

內結合強度有兩種測試方法：第一種： GB/T 26203-2010和TAPPI T569-2000（Scott型）試驗方法，通過測定擺動的最高位置來計算試樣被破壞過程中吸收的能量；第二種： ISO 15754-2009和TAPPI T541-2010，分離試樣過程中的最大力值。這兩種測試方法都有使用，使用方法一的比較多，像TLS、L&W、TMI均采用方法一，僅Thingwing-Alber采用方法二。我國使用方法一，新國標為GB/T 26203-2023《紙和紙板內結合強度測定（Scott型）》。新國標修改采用ISO 16260:2016，并結合我國國情進行適當補充完善。新國標的實施標志著我國在紙和紙板質量檢測領域又邁出了堅實的一步。本文將從主要技術變化、測定方法、優(yōu)勢與挑戰(zhàn)以及總結與展望等方面，對該標準進行詳細解讀。

二、主要技術變化

2.1 增加了術語和定義

? 內結合強度（internal bond strength）

在試驗條件下，使試樣分層所需的平均勢能。

注：結果為試樣分層前的勢能與分層后的剩余能量之差，單位為焦耳每平方米（J/m^2）。

? 試樣組件（test assembly）

試樣層壓在兩條雙面膠之間，下膠帶的底側黏附在剛性金屬平砧上，上膠帶的上側黏附在“L”形鋁塊上。

2.2 增加了方法二作為試驗方法

增加了方法二作為試驗方法，原試驗方法命名為方法一，以符合我國國情。

2.3 試樣尺寸調整

統一兩種試驗方法中的試樣尺寸。具體來說，試樣的尺寸從原來的（25.4±0.1）mm×140mm調整為（25.4±0.1）mm×（25.4±0.1）mm（對于方法二）。這一變化旨在減少試樣在制備過程中的誤差，提高測試的準確性。

2.4 對鋁塊和金屬平砧要求明確

方法二明確了鋁塊和金屬平砧的要求，包括其材質、質量、粗糙度等關鍵指標。這些要求的明確有助于減少測試過程中因設備原因導致的誤差。

鋁塊和金屬平砧應符合以下要求：

a) 鋁塊材質為合金6101B，單個鋁塊質量：（11.3±0.2）g；

b) 鋁塊和金屬平砧表面粗糙度：Rz≤3.2μm；

c) 鋁塊更換標準：在10 000次測量后或有明顯變形痕跡。

2.5 對擺要求明確

擺應符合以下要求：

a） 鋁塊和擺的撞擊點：置于金屬平砧中心，不放置樣品和膠帶，距離鋁塊下邊緣應為（21±0.2）mm；

b） 自由擺動時的能量損失＜1%；

c） 擺長：（228.6±0.2）mm，如下圖1所示。

 圖1 等效擺長示意圖

2.6 增加了試樣件制備內容

參照ISO 16260:2016將試樣件的制備過程單獨形成一章進行描述。

2.7 測量范圍增加2檔

方法二的儀器和擺的測量范圍見表1。

表1 儀器和擺的測量范圍

2.8 增加了儀器的符合性驗證

圖2為撞擊校準裝置3D圖，將標準圓柱形質量塊（試樣）放置在裝置中，以便擺撞擊球垂直撞擊質量塊中心從而將擺的能量傳遞至質量塊。對于來自不同制造商的儀器，使用適配器確保圓柱質量塊被可靠地垂直撞擊在中心。試樣按每10g分級，其質量由圓柱體的長度決定。

圖2 帶有圓柱形質量塊的 3D 撞擊裝置圖

相似的擺在撞擊相同質量塊時應產生相同的值。詳見表2，由于物理原因，測量范圍1和測量范圍2的值并不相同。當在兩個測量范圍內測試相同的材料時，永遠不會獲得相同的測量結果

表2 測量范圍1和測量范圍2撞擊測試數據表

使用每個試樣進行5次測量并將結果取平均值。遇到異常值應舍棄并重復測試用新值代替。符合方法二的儀器與表2給定值的允許偏差為士3%，其他類型的儀器與表2給定值的允許偏差為士10%。

三、測定方法詳述

3.1 Scott型測定法原理

雙面膠-試樣-雙面膠的組合形成一個夾層結構，該夾層被壓在一個金屬平砧和一個金屬平砧之間，如圖3所示。用擺錘撞擊金屬平砧上部的內表面，使金屬平砧翻轉，并在Z向破壞試樣。通過測定擺動的最高位置來計算試樣被破壞過程中吸收的能量。內結合強度的測定儀是為了檢測將單層或多層纖維分開需要克服的抗拒力，她經常用來探討紙頁或紙板的分層問題。

圖3 擺錘與金屬平砧撞擊示意圖

3.2 儀器設備準備

內結合強度測定儀（方法二）、內結合取樣器、制樣器、小刀、雙面膠。

3.3 試樣組件的制備

從每個試樣上切下（25.4士0.1）mm寬的試樣條，其長度（通常140mm～178mm）應滿足試樣組件制備臺的需要。試樣條的末端需用小刀進行整飾，以獲得整齊的邊緣。

試驗前，應檢查金屬平砧，確保上面沒有膠黏劑和殘余纖維。試驗時，將金屬平砧按照序號放在制備臺的相應位置上，并使前面銷子上的定位孔和槽朝后。拉出第一條雙面膠，平整地覆蓋在金屬平砧上，并多出25mm。將待測試樣準確地放置在第一條雙面膠上。拉出第一條雙面膠，覆蓋試樣并至少多出25mm。將裝有5個直角金屬平砧的固定裝置定位放好，使其垂直向前。對于氣動加壓裝置，按下“加壓”旋鈕并保持2s～3s，然后松開旋鈕。小心打開并移走固定板，使金屬平砧粘在雙面膠-試樣一雙面膠復合層上，用小刀將5個試樣分離，應小心裁切，避免雙面膠重疊或缺口。對于粗糙和/或可壓縮板（例如，芯板）等材料，壓力為400kPa，施壓時間為（15士1）s。

3.4 測試過程詳解

ü 選擇測量范圍

根據測試材料的強度選擇合適的儀器測量范圍，并進行測試儀器的符合性驗證。

ü 測試

將擺轉到水平位置，直至被鎖住。取第一個試樣組件進行測試，釋放擺，使其撞擊鋁塊破壞試樣。如可能，接住鋁塊以防止其碰撞到堅硬物體造成損壞。記錄測試值，更換試樣組件進行下一次測試。在試樣的測試方向上應至少進行5次測試。

圖4 內結合強度測試設備

3.5 結果計算與分析

檢查試樣上下面的破壞情況，若在破裂處的前部邊緣出現部分分層、雙面膠間明顯結合，雙面膠穿透或雙面膠與金屬剝離現象，則表明該試驗結果無效。若發(fā)生了試樣與金屬平砧分離的現象，說明試樣內結合強度較高，因此需要將夾持壓力增加至1035kPa。應注意確保在試樣破裂后，在任何一個破裂面上都沒有膠帶黏合或膠帶穿透現象。

圖5 紙層分離后示意圖

內結合強度以每個方向的算術平均值作為結果，以J/m2表示，保留三位有效數字；計算每個測試方向結果的標準偏差或變異系數，保留兩位有效數字。

四、總結

GB/T26203-2023《紙和紙板 內結合強度的測定（Scott型）》標準的發(fā)布實施是我國造紙行業(yè)標準化工作的重要成果之一。它不僅提高了內結合強度測定的準確性和可靠性還為造紙企業(yè)提供了一個明確的質量控制目標和技術參考依據。然而隨著造紙技術的不斷發(fā)展和市場需求的不斷變化我們仍需繼續(xù)關注行業(yè)標準的動態(tài)發(fā)展不斷完善和優(yōu)化現行的標準體系。未來我們期待看到更多具有創(chuàng)新性和實用性的行業(yè)標準出臺為我國造紙行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展提供有力保障。

本文2024年12月，發(fā)表于《紙箱世界》雜志