原纸类检测_【CMA/CNAS认证】_中科光析科学技术研究所

原纸类检测技术是纸张、纸板及其制品质量控制的核心环节，贯穿于原料采购、生产过程控制及最终产品验收的全过程。通过对纸张物理、化学及光学性能的精确测定，可以科学评估其适用性，并为生产工艺的优化提供数据支持。

一、检测项目

原纸的检测项目通常依据其最终用途和加工要求而设定，主要涵盖物理性能、力学性能、光学性能、结构性能及化学性能五大类。

1. 物理性能检测

定量：指纸张每平方米的重量，单位为g/m²。这是纸张最基本的一项指标。检测方法通常使用定量取样器裁取100cm²的试样，在分析天平上称重后计算得出。
厚度：指纸张在一定压力下两表面之间的垂直距离，单位为μm。使用纸张厚度计进行测量，其结果直接影响纸张的不透明度和松厚度。
松厚度：指单位质量纸张的体积，即厚度与定量的比值（cm³/g）。它是衡量纸张结构蓬松程度的重要指标，对于吸收性产品如卫生纸、新闻纸至关重要。
水分：指纸张中所含水分的百分比。水分过高会影响印刷适性及尺寸稳定性，过低则会导致纸张变脆。检测通常采用烘箱干燥法或快速水分测定仪。

2. 力学性能检测

抗张强度与伸长率：指纸张在断裂时所能承受的最大张力及对应的伸长变形。使用抗张强度测试仪进行恒速拉伸试验。原理是记录试样被拉伸至断裂过程中的力值与位移变化。
撕裂度：指在预先切口的条件下，将纸张撕裂至一定长度所需的力，单位为mN。采用埃尔门多夫撕裂度仪，利用扇形摆锤的势能转化为动能撕裂试样。
耐破度：指纸张在单位面积上所能承受的均匀增大的最大压力，单位为kPa。使用缪伦式耐破度仪，通过液压或气压方式通过橡胶膜将试样压破。
耐折度：指纸张在一定张力下，往复折叠至断裂所需的双折次数。使用MIT耐折度仪或肖伯尔耐折度仪。它反映了纸张的柔韧性和耐用性，对于钞票纸、地图纸尤为重要。
环压强度（RCT）：指环形试样边缘承受的压力，主要用于评价瓦楞原纸和箱板纸的抗压能力。将试样插入环压专用盘中，置于压缩试验仪上进行测试。
压缩强度：包括短距压缩（SCT），用于模拟纸张在印刷和加工过程中受到的瞬间压缩力。

3. 光学性能检测

白度：指纸张受光照射后反射的能力。通常指蓝光白度（ISO白度或R457白度），使用白度计在特定波长下测量试样的反射率。
不透明度：指纸张阻止光线透过的能力。测试时，以单张纸衬在黑筒上的反射率与衬在白陶瓷板上的反射率之比来表示。
光泽度：指纸张表面镜面反射光的能力。在不同角度（如75°、20°）的光泽度仪上进行测量，对于涂布纸和印刷纸至关重要。
颜色：通常采用CIE L*a*b*色空间系统进行评价，使用分光光度计测量，以量化纸张的色差。

4. 结构性能检测

平滑度：指纸张表面凹凸不平的程度。采用别克式平滑度仪，通过测量在一定真空度下，一定体积的空气通过试样表面与玻璃砧之间的缝隙所需的时间。
透气度：指纸张中空隙的多少。利用葛尔莱透气度仪或本特生透气度仪，测量在单位压差下，单位时间内通过单位面积试样的空气量。
粗糙度：通常指本特生粗糙度，利用气流通过纸面与金属环之间的缝隙所产生的阻力来表征。

5. 化学性能检测

pH值：指纸张的酸碱度。可采用冷水或热水抽提法，用pH计测定抽提液的pH值。酸性的纸张易发黄变脆，影响保存寿命。
施胶度：指纸张抵抗水渗透的能力。通过墨水划线法（观察墨水扩散情况）或Cobb值法（测定纸张表面吸水量的克数）来评估。
氯离子与硫酸盐含量：对于包装特别是电子包装用纸，这些离子含量过高可能导致被包装物腐蚀。通常采用离子色谱法或滴定法测定。

二、检测范围

原纸的检测范围覆盖了从原料到成品的各个环节，且因应用领域不同，检测的重点也有所侧重。

文化用纸：包括印刷纸、书写纸、新闻纸等。重点检测项目为白度、不透明度、平滑度、抗张强度及表面强度，以确保印刷时网点清晰、不掉粉掉毛。
包装用纸及纸板：包括箱板纸、瓦楞原纸、牛皮纸等。核心检测项目为定量、环压强度、耐破度、撕裂度及吸水性（Cobb值）。这些指标直接关系到纸箱的抗压防潮性能。
生活用纸：包括卫生纸、面巾纸、厨房纸巾等。重点关注柔软度、抗张强度（纵横平均）、吸水性、洞眼及尘埃度。同时，微生物指标如细菌菌落总数也是必检项目。
特种纸：如电解电容器纸、滤纸、热敏纸等。检测项目极为专业，例如电容器纸的紧度、针孔度；滤纸的最大孔径和透气度；热敏纸的显色密度和耐刮擦性。
工业用纸：如砂纸原纸、绝缘纸等。重点在于其特殊性能，如绝缘纸的介电强度、拉伸强度等。

三、检测标准

原纸检测严格遵循国内外标准化组织制定的检测方法，以确保结果的可比性和权威性。

国际标准（ISO）：
- ISO 536《纸和纸板——定量的测定》
- ISO 534《纸和纸板——厚度、紧度和松厚度的测定》
- ISO 1974《纸——撕裂度的测定（埃尔门多夫法）》
- ISO 2758《纸——耐破度的测定》
- ISO 2470《纸、纸板和纸浆——蓝光漫反射因数的测定（ISO白度）》
- ISO 5627《纸和纸板——平滑度的测定（别克法）》
中国国家标准（GB）：
- GB/T 451.2《纸和纸板定量的测定》
- GB/T 451.3《纸和纸板厚度的测定》
- GB/T 454《纸耐破度的测定》
- GB/T 455《纸撕裂度的测定》
- GB/T 457《纸耐折度的测定》
- GB/T 460《纸施胶度的测定（墨水划线法）》
- GB/T 462《纸、纸板和纸浆分析试样水分的测定》
- GB/T 1540《纸和纸板吸水性的测定（可勃法）》
- GB/T 2679.8《纸和纸板环压强度的测定》
美国制浆造纸协会标准（TAPPI）：在北美及全球造纸行业具有广泛影响力，如TAPPI T 402（纸张调节）、TAPPI T 410（定量）等。

四、检测仪器

现代原纸检测仪器正朝着高精度、自动化、智能化的方向发展。

基础物理性能仪器：
- 电子天平与分析天平：用于称量定量试样和化学分析样品。
- 纸张厚度计：配备有高精度位移传感器和标准接触压力砝码。
- 定量取样器：用于精确裁切100cm²的标准圆形试样。
力学性能测试仪器：
- 电脑测控抗张试验机：采用伺服电机驱动，配备高精度力值传感器，可同时测定抗张强度、伸长率及抗张能量吸收指数。
- 埃尔门多夫撕裂度仪：具有水平校准装置和计算机辅助测控系统，自动记录并计算测试结果。
- 缪伦式耐破度仪：配备液压系统和夹持系统，测试时需确保胶膜和试样夹持牢固。
- 电脑测控压缩试验仪：配备多种夹具，可进行环压强度（RCT）、平压强度（FCT）、边压强度（ECT）等多种测试。
- MIT耐折度仪：可设定折叠角度、张力及速度，对试样进行往复折叠测试。
光学性能仪器：
- 白度测定仪：内置积分球结构，符合ISO 2470标准，可测量白度、荧光白度、不透明度等。
- 分光光度计：用于精确测量纸张的颜色数据及色差。
- 光泽度仪：手持式或台式，用于测量纸张在不同几何角度下的表面光泽。
结构与表面性能仪器：
- 别克式平滑度仪：包含真空容器、水银柱或电子压力传感器及计时装置。
- 本特生粗糙度仪：通过测量气流通过纸面时的阻力来换算粗糙度。
化学与分析仪器：
- 可勃吸收性测定仪：由圆筒、压辊和底座组成，用于测定纸张表面吸水能力。
- pH计：用于测量纸张抽提液的酸碱度。
- 尘埃度测定台：在标准光源箱下，配备透射光板和标准尘埃度图片，用于人工目测计数纸页上的尘埃点。