纸张撕裂指数测定的科学分析

　　纸张的撕裂指数是考核纸张抗撕裂能力的重要指标,是文化用纸类的一项重要的性能指标 ,检测结果的有效性与测量不确定度的应用密切相关。本文旨在通过对纸张进行撕裂指数的检测 ,分析不确定度的来源、建立评定方法和步骤, 得到评定结果 。

　　1.1 检测方法

　　GB/T455 -2002 纸和纸板撕裂度的测定。

　　1.2 评定依据

　　JJF1059 -1999 测量不确定度评定与表示 。

　　1.3 环境条件

　　标准规定试样须在温度(23 ±2 ℃)、湿度(50 ±1 %)下做平衡水分处理(4 ～ 6)h 。实验室环境 :温度:(23 ±2 ℃)、湿度(50 ±1 %)。

　　2 实验方法及数学模型

　　2.1 主要仪器及试样选择

　　济南兰光 SLY -S1 型电脑测控撕裂度仪 ,试样 :新闻纸(48g/m2)。

　　2.2 检测过程

　　(1)将刚取回的新闻纸裁切成 300mm ×300mm 的纸张若干张,悬挂在恒温恒湿实验室中平衡水份 6 小时 。

　　(2)按照标准测量纸张的定量 ,实测值 47.8g/m2 。

　　(3)将纸张裁切成 63mm ×50mm 的足够量试样, 长边方向为纸张横向。

　　(4)调节撕裂度仪的水平 、动平衡和静平衡。

　　(5)挑选纤维均匀的试样 ,每四张为一组(两张正面超前两张反面朝前)进行试验 。夹持试样, 用冲刀切割20mm 长的切口 ,沿着切口撕裂,在电脑界面上读取撕裂试样 43mm 所需要的力值, 计算撕裂指数 。

　　式中:X —撕裂指数, mN·m2/g ;S —撕裂力平均值 ,mN ;n —同时撕裂的试样层数, 标准规定 4 层 ;P —换算因子 ,即刻度的设计层数 ,为 16 ;G -纸张的定量 , g/m2。

　　3 不确定度评定

　　3.1 不确定度的主要来源分析

　　纸张撕裂度测量的不确定度来源主要有:

　　(1)重复测量引入的不确定度;

　　(2)撕裂度仪冲刀误差引入的不确定度;

　　(3)纸张撕裂方向裁切误差引入的不确定度;

　　(4)天平称量误差引入的不确定度;

　　(5)定量取样器取样误差引入的不确定度 ;

　　(6)其它因素引入的不确定度。

　　3.2 不确定度的评定

　　(1)重复测量引入的不确定度 u1(S )(A 类不确定度)进行 10 组准备好试样的撕裂度测定, 得到一组大撕裂力 F 的测量列见表 1 。

　　(2)撕裂度仪冲刀切口误差引入的力值不确定度 ;

　　试样在撕裂度仪上被切的切口长度误差会引入力值的不确定度。由校准证书可知试样切口长度的极限误差为 ±0.5mm 。

　　3.5 其他因素引入的不确定度

　　在试验中,由示值感应误差 、温室度偏差、仪器动静平衡、同时撕裂纸张层数等原因会引入细微的不确定度 。由于该仪器的精密度极高 ,在连接电脑界面读数, 示值误差较小 ;仪器每次测试前都要进行高精度的动静态调平衡;试样在恒温恒湿环境中充分平衡水分, 纤维舒展均匀,纵横向性能稳定 ;标准规定一般情况下同时四层撕裂 ;所以以上因素带来的不确定度对撕裂力值的影响不大 ,其不确定度可以忽略不计。

　　3.6 合成标准不确定度

　　由于以上各不确定度之间没有任何关系 , 所以合成标准不确定度为。

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