纸和纸板 粗糙度(平滑度)(空气泄漏法) 通检测

因业务调整，部分个人测试暂不接受委托，望见谅。

纸与纸板粗糙度（平滑度）检测技术解析——基于空气泄漏法的应用研究

引言

在纸制品生产领域，表面粗糙度与平滑度是决定印刷适性、涂层均匀性和包装密封性的核心指标。空气泄漏法作为国际公认的检测技术，通过量化气体在特定压力下通过纸面的泄漏量，实现了对材料表面微观结构的精确表征。该方法因其非破坏性、高重复性等优势，已广泛应用于造纸工业的质量控制与研发创新。

检测适用范围

本检测技术主要适用于以下领域：

1. 印刷基材：新闻纸、铜版纸、书刊纸等印刷用纸的油墨吸附性评估
2. 包装材料：瓦楞纸板、白卡纸、液体包装纸板的密封性能测试
3. 特种用纸：装饰原纸、滤纸、电池隔膜纸的功能性表面检测
4. 生产过程控制：压光工序参数优化、涂布工艺效果验证等生产环节

特别适用于定量在50-500g/m²范围内的平板纸与纸板，对超薄纸张（<40g/m²）需采用专用测试头进行检测。

检测项目与原理

1. 平均粗糙度检测

通过测量单位时间内空气泄漏量（mL/min），反映材料表面宏观平整度。高泄漏值对应较大表面凹陷，直接影响印刷网点的完整再现。

2. 局部均匀性分析

多点测试数据离散度表征材料表面结构的分布一致性，离散系数超过15%将导致印刷墨色不均。

3. 透气性差异检测

纵向/横向测试比揭示纤维排列取向，比值>1.2时需调整造纸机工艺参数。

4. 动态压缩特性

部分设备配备压力扫描功能，可记录不同压强（0.5-2.0MPa）下的泄漏曲线，评估材料弹性恢复性能。

检测标准体系

1. ISO 8791-4:2022 《纸和纸板 粗糙度/平滑度的测定（空气泄漏法）第4部分：Bendtsen法》
2. GB/T 456-2020 《纸和纸板平滑度的测定（空气泄漏法）》
3. TAPPI T538 om-2018 《粗糙度测量—Parker Print-Surf法》
4. DIN 53108:2015 《印刷材料表面粗糙度测试规范》

检测方法与仪器

测试流程

1. 样品制备 按GB/T 450规定取样，在（23±1）℃、50%RH环境下平衡24小时。裁切100×100mm试样，剔除可见缺陷样本。

2. 仪器校准 使用标准参比板（Ra=1.5±0.2μm）进行零点校准，验证压力系统密封性，确保测量误差<±3%。

3. **测试执行 **将试样置于测试环下，施加（100±2）kPa接触压力，记录60秒内通过试样与测试头间隙的空气流量。每个样品至少测量5个不同区域。

4. 数据处理 计算算术平均值，剔除偏离均值20%以上的异常数据，最终结果保留三位有效数字。

核心仪器

1. Bendtsen平滑度测试仪 配备20±0.5cm²环形测试头，压力分辨率达0.1kPa，符合ISO 8791-4标准要求。

2. Parker Print-Surf（PPS）测试仪 采用10cm²矩形测试面，特别适用于瓦楞纸板等刚性材料检测。

3. Sheffield数字式粗糙度仪 集成温度补偿系统，可自动修正环境温湿度带来的测量偏差。

4. 在线监测系统 如Honeywell SmartCoat系列，实现生产线上每15秒一次的连续监测，数据实时传输至MES系统。

技术前沿与发展

1. 多尺度表征技术 结合激光共聚焦显微镜，实现宏观泄漏量与微观三维形貌的关联分析。

2. 智能预测模型 基于机器学习算法，通过泄漏量数据预测印刷网点扩大率，预测精度达R²>0.92。

3. 纳米级检测系统 德国Bruker公司最新推出的Nanoscale Leakage Analyzer，分辨率提升至0.01μm级别。

4. 绿色检测技术 欧盟研发的EcoAirTest系统，测试气体改用CO₂回收循环装置，单次检测碳排量降低76%。

结语

空气泄漏法历经半个世纪的技术演进，已形成完整的检测体系。随着智能传感技术与数字孪生模型的深度应用，该检测方法正从单一的质量控制手段，向工艺优化、新产品开发等全产业链环节延伸。未来，检测设备将朝着微型化、智能化方向发展，在保证测量精度的同时，实现检测效率的阶跃式提升，为造纸工业的数字化转型提供坚实的技术支撑。