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概述

紙張撕裂度儀，亦稱(chēng)埃萊門(mén)多夫撕裂度儀或愛(ài)利門(mén)道夫撕裂度儀，是一種基于能量守恒與轉(zhuǎn)換原理，用于精確測(cè)定紙張和紙板撕裂性能的專(zhuān)用檢測(cè)設(shè)備。撕裂度是指將預(yù)先切有切口的紙張或紙板撕至一定長(zhǎng)度所需力的平均值，以毫牛（mN）表示，是衡量紙張抵抗撕裂擴(kuò)展能力的關(guān)鍵物理指標(biāo)。

該儀器采用埃萊門(mén)多夫（Elmendorf）法進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)，將規(guī)定質(zhì)量的擺錘提升至規(guī)定高度，使其貯存固定的勢(shì)能；釋放擺錘后，其下擺產(chǎn)生的動(dòng)能作用于試樣，將預(yù)切切口撕裂擴(kuò)展至規(guī)定距離；由控制系統(tǒng)計(jì)算出撕裂試樣時(shí)消耗的能量，從而得到撕裂試樣所需要的力。撕裂指數(shù)則通過(guò)撕裂度除以紙張定量（g/m2）計(jì)算得出，結(jié)果以毫?！て椒矫?克（mN·m2/g）表示。

紙張撕裂度儀適用于低定量紙板，不適用于瓦楞紙板，但可適用于瓦楞原紙；不適用于測(cè)定高度定向的紙張的橫向撕裂度。該儀器廣泛應(yīng)用于造紙企業(yè)、包裝企業(yè)、印刷企業(yè)、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)、科研院所及產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)等行業(yè)，為紙張的質(zhì)量控制、工藝優(yōu)化和產(chǎn)品研發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

適用樣品

紙張撕裂度儀適用于多種紙質(zhì)材料的撕裂性能檢測(cè)，主要包括以下領(lǐng)域：

• 文化用紙：適用于膠版紙、銅版紙、書(shū)寫(xiě)紙、復(fù)印紙等文化用紙的撕裂度測(cè)定，可用于評(píng)估縱向（MD）與橫向（CD）撕裂的均衡性。

• 包裝用紙與紙板：適用于瓦楞原紙、白卡紙、牛皮紙、箱板紙等包裝材料，但不適用于已制成的瓦楞紙板。

• 特種紙：適用于無(wú)塵紙、格拉辛紙、濾紙等低定量超薄材料的撕裂性能測(cè)試。

• 生活用紙：適用于衛(wèi)生紙、面巾紙等生活用紙的撕裂度測(cè)定。

• 醫(yī)用包裝紙：適用于最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料（如滅菌包裹材料）的撕裂強(qiáng)度檢測(cè)，依據(jù)YY/T 0698.2等標(biāo)準(zhǔn)要求材料具有足夠的抗撕裂強(qiáng)度。

• 工業(yè)技術(shù)用紙：適用于絕緣紙、電纜紙等工業(yè)用紙的撕裂性能驗(yàn)證。

測(cè)試原理

紙張撕裂度儀基于埃萊門(mén)多夫撕裂法原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。該方法已在造紙及包裝行業(yè)應(yīng)用數(shù)十年，通過(guò)測(cè)定將已切口的試樣撕至一定距離所需力的平均值來(lái)表征材料抵抗撕裂擴(kuò)展的能力，其核心原理是利用擺錘勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能完成撕裂。

具體而言，儀器的主要部件包括基架和擺錘，擺錘在摩擦力很小的軸承上支撐著，使其能?chē)@水平軸自由擺動(dòng)。具有規(guī)定預(yù)切口的一疊試樣（通常4層），用一垂直于試樣面的移動(dòng)平面擺施加撕力，使紙撕開(kāi)一個(gè)固定距離，用擺的勢(shì)能損失來(lái)測(cè)量在撕裂試樣過(guò)程中所做的功。平均撕裂力由擺上的刻度來(lái)指示或由數(shù)字顯示，紙張撕裂度由平均撕裂力和試樣層數(shù)來(lái)確定。測(cè)試結(jié)果以毫牛（mN）表示，若起始切口是縱向的，則所測(cè)結(jié)果是縱向撕裂度；若起始切口是橫向的，則所測(cè)結(jié)果是橫向撕裂度。

測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

紙張撕裂度儀的設(shè)計(jì)與測(cè)試方法嚴(yán)格遵循以下國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)：

• GB/T 455-2026《紙和紙板 撕裂度的測(cè)定》：將于2026年4月30日發(fā)布，2026年11月1日正式實(shí)施，全部代替GB/T 455-2002版本，由全國(guó)造紙工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口，修改采用ISO 1974:2012。

• GB/T 455-2002《紙和紙板撕裂度的測(cè)定》：現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，等效采用ISO 1974:1990《紙張—撕裂度的測(cè)定（愛(ài)利門(mén)道夫法）》，適用于撕裂度在儀器范圍內(nèi)的低定量紙板。

• ISO 1974:2022《紙張 撕裂度的測(cè)定（埃爾門(mén)多夫法）》：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了一種測(cè)定紙（面外）撕裂強(qiáng)度的方法。

• GB/T 455.1-2020《紙和紙板 撕裂度的測(cè)定 第1部分：埃萊門(mén)多夫法》：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于埃萊門(mén)多夫法撕裂度測(cè)定的詳細(xì)規(guī)定。

• GB/T 10739-2002《紙、紙板和紙漿試樣處理和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件》：規(guī)定了測(cè)試前試樣處理和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件（23±1℃，相對(duì)濕度50±2%）。

• YY/T 0698.2-2022《最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料 第2部分：滅菌包裹材料 要求和試驗(yàn)方法》：醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，要求對(duì)滅菌包裹材料的撕裂強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。

• ASTM D689-17《紙張內(nèi)部抗撕裂強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》：美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了使用Elmendorf型撕裂測(cè)試儀測(cè)量紙張內(nèi)部抗撕裂性的試驗(yàn)方法。

• TAPPI T414 om-17《紙張撕裂強(qiáng)度（埃爾門(mén)多夫儀器法）》：國(guó)際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量使用埃爾門(mén)多夫型撕裂測(cè)試儀撕裂多層紙穿過(guò)指定距離所需的垂直于紙平面的力。

• JJG（輕工）101-2019《埃萊門(mén)多夫撕裂度儀檢定規(guī)程》：輕工行業(yè)檢定規(guī)程，規(guī)定了撕裂度儀的檢定要求和方法。

儀器特征

現(xiàn)代紙張撕裂度儀普遍具備以下技術(shù)特征：

• 高精度測(cè)控系統(tǒng)：采用PLC工業(yè)控制系統(tǒng)，配合高精度傳感器與電子測(cè)量單元，自動(dòng)化電子式測(cè)量確保測(cè)試的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。測(cè)試精度優(yōu)于0.5%，測(cè)試誤差控制在±0.2%以?xún)?nèi)。配備光學(xué)編碼器，用于測(cè)量擺錘撕裂中的角度位置，并將測(cè)試量轉(zhuǎn)化為撕裂單位。

• 智能化操作平臺(tái)：配備7英寸HMI人機(jī)界面觸摸屏，菜單顯示，操作直觀、簡(jiǎn)便。具備數(shù)字水平調(diào)整輔助功能，可確保儀器始終處于最佳的測(cè)試狀態(tài)。用戶(hù)可通過(guò)觸摸屏選擇測(cè)試模式與擺錘容量，輸入樣品編號(hào)及測(cè)試組數(shù)。

• 自動(dòng)化輔助裝置：配備氣動(dòng)夾持系統(tǒng)與擺錘自動(dòng)釋放裝置，試樣夾持、擺錘釋放均采用氣動(dòng)方式，有效避免了因人為因素引起的系統(tǒng)誤差。氣源壓力通常要求0.6 MPa。數(shù)字水平調(diào)整輔助可確保儀器始終處于最佳的測(cè)試狀態(tài)。

• 多容量擺錘可選：提供200 gf、400 gf、800 gf、1600 gf、3200 gf、6400 gf等多種規(guī)格的擺錘，用戶(hù)可根據(jù)材料特性與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)選配其一。

• 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與輸出：系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)與存儲(chǔ)功能，內(nèi)置微型打印機(jī)，方便快捷輸出測(cè)試結(jié)果。配備標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，方便系統(tǒng)的外部接入和數(shù)據(jù)傳輸。

• 精密測(cè)量機(jī)構(gòu)：擺錘繞滾珠軸承或其他基本無(wú)摩擦的軸承作自由擺動(dòng)。可動(dòng)夾具與固定夾具準(zhǔn)確對(duì)齊，撕裂力臂為104±1mm，撕裂初始角為27.5±0.5°，撕裂距離為43±0.5mm，切口長(zhǎng)度為20±0.5mm。

規(guī)格參數(shù)

使用方法

依據(jù)GB/T 455標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，紙張撕裂度儀的使用應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化操作流程：

1. 試樣制備
試樣大小應(yīng)為（63±0.5）mm×（50±2）mm，應(yīng)按樣品的縱橫向分別切取。如果紙張縱向與樣品的短邊平行，則進(jìn)行橫向試驗(yàn)，反之進(jìn)行縱向試驗(yàn)。試樣的采取按GB/T 450進(jìn)行，確保所取試樣沒(méi)有折痕、皺紋或其他明顯缺陷。每個(gè)方向應(yīng)至少做5次有效試驗(yàn)。試樣必須經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)處理，按GB/T 10739進(jìn)行溫濕處理，在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件（23±1℃，相對(duì)濕度50±2%）下平衡至少4小時(shí)。

2. 測(cè)試前準(zhǔn)備
將儀器置于水平、穩(wěn)固的工作臺(tái)面上。檢查擺錘、夾具及試樣切口刀是否完好。接通電源并進(jìn)行預(yù)熱，使系統(tǒng)穩(wěn)定。觀察儀器底座的水平泡，調(diào)節(jié)地腳螺絲使儀器處于水平狀態(tài)。根據(jù)試樣撕裂力的大小選擇合適容量的擺錘，應(yīng)使測(cè)定讀數(shù)在滿(mǎn)刻度值的20%～80%范圍內(nèi)。

3. 參數(shù)設(shè)置
在觸摸屏上選擇對(duì)應(yīng)的測(cè)試模式與擺錘容量，輸入樣品編號(hào)及測(cè)試組數(shù)等參數(shù)。

4. 試樣安裝
開(kāi)啟氣動(dòng)夾具，將試樣平展地放置在夾鉗內(nèi)，確保上下夾口夾緊均勻，兩夾具準(zhǔn)確對(duì)齊。當(dāng)夾具在起始位置時(shí)，兩夾具應(yīng)相隔2.8±0.3mm。將試樣一半正面對(duì)著刀，另一半反面對(duì)著刀。試樣的側(cè)面邊緣應(yīng)整齊，底邊應(yīng)與夾子底部相接觸，并對(duì)正夾緊。

5. 執(zhí)行測(cè)試
用切刀將試樣切一整齊的刀口（切口長(zhǎng)度20±0.5mm），將刀返回靜止位置。按下“測(cè)試”鍵，擺錘自動(dòng)釋放。儀器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并計(jì)算撕裂力。當(dāng)擺向回?cái)[時(shí)，用手輕輕地抓住它且不妨礙指針位置，讀取指針讀數(shù)或數(shù)字顯示值。

6. 結(jié)果記錄與處理
松開(kāi)夾子去掉已撕的試樣，使擺和指針回至初始位置，準(zhǔn)備下一次測(cè)定。當(dāng)試驗(yàn)中有1～2個(gè)試樣的撕裂線末端與刀口延長(zhǎng)線的左右偏斜超過(guò)10mm，應(yīng)舍棄不記，重復(fù)試驗(yàn)直至得到5個(gè)滿(mǎn)意的結(jié)果。若有2個(gè)以上試樣的偏斜超過(guò)10mm則棄用該組數(shù)據(jù)。撕裂度由平均撕裂力和試樣層數(shù)確定，撕裂指數(shù)通過(guò)撕裂度除以紙張定量計(jì)算。

維護(hù)保養(yǎng)

日常清潔：每次測(cè)試后，用軟布清潔刀具、砧床及測(cè)試臺(tái)面，去除殘留的紙屑或灰塵。使用無(wú)塵布清潔夾持器、擺錘及儀器臺(tái)面，清除紙屑和碎渣。禁止使用腐蝕性清潔劑。

刀具檢查：定期檢查切口刀刃口有無(wú)磨損、變形或缺損，確保刀具固定緊，刀刃鋒利無(wú)傷。當(dāng)試樣刀口不整齊平直時(shí)必須更換切口刀。更換切口刀必須在斷開(kāi)電源和壓縮空氣下進(jìn)行。

運(yùn)動(dòng)部件保養(yǎng)：定期檢查絲桿、導(dǎo)軌等運(yùn)動(dòng)部件，保持清潔并按需添加專(zhuān)用潤(rùn)滑脂。每月檢查傳動(dòng)部件潤(rùn)滑情況，添加專(zhuān)用潤(rùn)滑油。

擺錘維護(hù)：扇形擺錘任何部位不允許碰撞和修銼。不使用時(shí)，應(yīng)將擺錘歸位至初始位置，避免擺錘長(zhǎng)期懸掛受力。

防塵管理：非試驗(yàn)時(shí)間，需用防塵布覆蓋整個(gè)儀器，避免落塵影響精度。長(zhǎng)期不用時(shí)應(yīng)加蓋防塵罩，并每季度通電空載運(yùn)行一次，防止部件老化。

環(huán)境管理：儀器應(yīng)置于清潔、干燥、無(wú)振動(dòng)、防強(qiáng)磁的環(huán)境中，避免陽(yáng)光直射和溫度劇烈波動(dòng)。建議環(huán)境溫度控制在10-30℃，相對(duì)濕度≤80%。

校準(zhǔn)方法與周期

環(huán)境要求：校準(zhǔn)驗(yàn)證需在溫度23℃±2℃、相對(duì)濕度50%±5%的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下進(jìn)行。儀器需放置于水平穩(wěn)固的工作臺(tái)，周?chē)鸁o(wú)明顯振動(dòng)、氣流干擾，避免陽(yáng)光直射。

水平校準(zhǔn)：用儀器底座上的水平泡調(diào)節(jié)儀器前后的水平，然后壓下擺的停止器，使擺輕輕自由擺動(dòng)。待擺靜止后，觀察擺上的標(biāo)記應(yīng)與底板上的標(biāo)記重合；若不重合，通過(guò)底座調(diào)節(jié)螺絲進(jìn)行調(diào)整。

擺錘平衡檢查：不夾試樣空擺一次，觀察指針是否指零。若不指零，使用移動(dòng)指針停止器調(diào)節(jié)。

擺的摩擦檢查：在擺的停止器上由接觸擺的邊緣向右25mm處做一參考記號(hào)，將扇形擺置于起始位置?？諗[狀態(tài)下，輕擺不少于25次，標(biāo)準(zhǔn)擺不少于35次。每次擺向左邊時(shí)，擺的邊緣應(yīng)保持在標(biāo)志以?xún)?nèi)，否則軸承需清洗加油。

力值精度校準(zhǔn)：根據(jù)儀器量程，將標(biāo)準(zhǔn)砝碼掛在擺錘指定力矩點(diǎn)，依次測(cè)試不同量程下儀器顯示的力值與標(biāo)準(zhǔn)砝碼換算值的偏差，偏差需≤±1%。完成力值校準(zhǔn)后，進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)。

校準(zhǔn)周期：建議校準(zhǔn)周期一般為12個(gè)月。實(shí)際校準(zhǔn)周期可根據(jù)使用頻率、環(huán)境條件、儀器穩(wěn)定性等因素適當(dāng)調(diào)整。儀器經(jīng)過(guò)維修、更換刀具、搬動(dòng)位置或改變擺重后，必須進(jìn)行重新校準(zhǔn)。

常見(jiàn)故障與排除方法

• 故障一：擺錘回零不準(zhǔn)或指針漂移。

  • 排除：檢查軸承是否缺油或污損，應(yīng)加注鐘表油清洗軸承；檢查指針緊固螺絲是否松動(dòng)；調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié)螺絲。

• 故障二：夾持試樣時(shí)滑脫。

  • 排除：檢查氣動(dòng)夾具氣壓是否充足（需≥45PSI，約0.31MPa）；清潔并檢查夾持面，更換老化密封圈；確保兩夾具準(zhǔn)確對(duì)齊且?jiàn)A緊均勻。

• 故障三：測(cè)試結(jié)果重復(fù)性差。

  • 排除：檢查試樣制備是否標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、溫濕處理等）；檢查刀具是否鋒利，確保試樣切口光滑無(wú)刻痕；檢查擺錘是否處于自由懸掛狀態(tài)；檢查儀器是否在校準(zhǔn)有效期內(nèi)。

• 故障四：測(cè)試過(guò)程中試樣沿傾斜方向撕裂。

  • 排除：當(dāng)發(fā)生此情況時(shí)，檢查試樣的取向是否與撕裂方向一致。若撕裂線末端與刀口延長(zhǎng)線的左右偏斜超過(guò)10mm，應(yīng)舍棄該試樣重新測(cè)試。

• 故障五：測(cè)試結(jié)果超出儀器量程或低于滿(mǎn)量程20%。

  • 排除：檢查所選的擺錘容量是否合適，必要時(shí)更換合適量程的擺錘。

• 故障六：觸摸屏失靈或系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)。

  • 排除：檢查電源連接，檢查保險(xiǎn)絲或急停開(kāi)關(guān)是否觸發(fā)。設(shè)備故障時(shí)先切斷電源，聯(lián)系專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員維修，禁止自行拆卸核心部件。

重要提示：以上內(nèi)容基于通用技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)嚴(yán)格遵守GB/T 455-2026、GB/T 455.1-2020、GB/T 10739-2002、ISO 1974:2022、YY/T 0698.2-2022、ASTM D689及TAPPI T414等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的最新版本規(guī)定，并建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程。試樣的溫濕處理是影響撕裂度測(cè)定結(jié)果的關(guān)鍵因素，應(yīng)嚴(yán)格按照GB/T 10739的要求執(zhí)行。擺錘容量的選擇應(yīng)根據(jù)試樣撕裂力大小確定，確保讀數(shù)在滿(mǎn)量程的20%～80%范圍內(nèi)，避免超量程使用損壞傳感器。所有測(cè)試儀器需處于有效的校準(zhǔn)狀態(tài)，并由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的人員操作。測(cè)試結(jié)果的判定需嚴(yán)格依據(jù)產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。