纸张卧式抗张测定仪(Horizontal Tensile Strength Tester)是专用于测试纸张、纸板、无纺布等材料抗张强度的设备,其水平拉伸设计可避免试样因自重下垂导致的测试误差,尤其适合轻薄材料或高精度测试需求。以下是详细解析:
一、 设备特点(与立式对比)
特点 | 卧式抗张测定仪 | 立式抗张测定仪 |
结构设计 | 水平拉伸,试样平放 | 垂直拉伸,试样悬挂 |
适用材料 | 超薄纸(如卫生纸)、易变形材料、湿纸 普通纸板、标准厚度纸张 | |
自重影响 | 消除重力干扰 | 可能因试样下垂引入误差 |
空间占用 | 较大(需水平台面) | 紧凑(垂直结构) |
测试精度 | 更高(尤其对低定量纸张) | 常规精度 |
二、核心结构
1、主机框架
(1)水平式刚性平台,通常采用不锈钢或铝合金材质。
(2)双导轨设计确保拉伸过程平稳。
2、夹具系统
(1)气动夹具:通过气压均匀夹持试样(压力可调,如0~0.8MPa)。
(2)防滑衬垫:硅胶或砂面金属,防止薄纸打滑。
(3)夹距范围:50~300mm(可调,符合不同标准)。
3、驱动与传感系统
伺服电机:控制拉伸速度(1~500 mm/min无级调速)。
高精度传感器:量程0.1N~1kN(分辨率0.01N),精度±0.5%。
4、测量模块
(1)激光位移传感器:非接触式测量伸长率(避免接触误差)。
(2)温湿度传感器(可选):实时监测测试环境(符合ISO 187)。
三、适用测试标准
(1)ISO 1924-3:专门针对低定量纸(<25g/m²)的卧式测试方法。
(2)TAPPI T456:湿纸抗张强度测试(需配合浸水装置)。
(3)GB/T 12914(中国):等效ISO标准。
(4)SCAN-P 77:北欧薄纸测试标准。
四、典型应用场景
(1)卫生纸/餐巾纸:测试横向抗张强度和柔软度的平衡性。
(2)湿强纸:评估湿润状态下的力学性能(如包装纸、医疗用纸)。
(3)无纺布/薄膜:测量拉伸延展性和断裂功。
(4)科研领域:研究纤维取向对抗张性能的影响。
五、操作流程
1、试样准备
(1)裁切试样:宽度15±0.1mm(ISO标准),长度≥150mm。
(2)预调湿:在23℃、50% RH环境下平衡24小时。
2、设备校准
(1)使用标准砝码验证力值传感器(如100g、500g)。
(2)清零位移传感器。
3、装样测试
(1)将试样平铺在夹具间,确保无褶皱。
(2)设置参数(速度50mm/min,夹距100mm)。
(3)启动测试,软件自动记录数据。
4、数据分析
输出抗张强度(kN/m)、伸长率(%)、应力-应变曲线。
六、维护与常见问题
1、日常维护
(1)定期清洁导轨和夹具,避免纸屑堆积。
(2)每月检查气路密封性(针对气动夹具)。
2、故障处理
(1)试样断裂位置异常:检查夹具是否平行,或试样是否有缺陷。
(2)数据漂移:重新校准传感器或检查环境振动。
七、特殊功能扩展
(1)湿度控制模块:测试纸张在不同湿度下的性能变化。
(2)多轴向拉伸:研究材料各向异性(需定制夹具)。
(3)光学应变测量:通过摄像头追踪试样变形(替代传统位移传感器)。
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