瓦楞纸板粘合强度PAT测试方法详解
粘合强度试验(PAT)是在规定的试验条件下，分离单位长度瓦楞纸板粘合楞线所需的力，以牛顿每米N/m表示。不仅反映了瓦楞纸板粘合紧密程度和强度，而且还可以检查瓦楞纸板生产加工过程中的工艺缺陷，比如表面平整、起泡、皱褶、不翘曲等。粘合强度高的纸板，加工成纸箱的外观硬挺，有较好的抗压和缓冲性能，能有效地保护内装商品不受外界不利因素影响而受损。国标GB/T 6544-2008《瓦楞纸板》和SN/T 0262-1993《出口商品运输包装瓦楞纸箱检验规程》均有该指标的检测项目要求。
粘合强度的测试方法目前还没有统一的国际ISO标准，国内有国标GB/T 6548，国外有美国标准TAPPI T821和日本标准JIS Z0402等。国内外粘合强度检测标准的异同点详见表1。
1-急停按钮 2-打印机 3-下压盘 4-上压盘 5-传感器 6-按钮 7-显示屏
图1 压缩强度试验仪结构示意图
（1）对楞型结构的要求
粘合强度检测的瓦楞纸板是UV型结构，如图2所示。
图3 剥离架装样示意图
图4 粘合强度测试所需要仪器
图5 测试曲线和试样被分离后示意图
粘合强度的测试方法目前还没有统一的国际ISO标准，国内有国标GB/T 6548，国外有美国标准TAPPI T821和日本标准JIS Z0402等。国内外粘合强度检测标准的异同点详见表1。
表1 粘合强度国内外检测标准对比表
一、测试仪器及方法标准
GB/T 6548、TAPPI T821、JIS Z0402
二、测试目的
瓦楞纸板粘合强度反映的是瓦楞纸板纸页之间粘合的紧密程度，是影响瓦楞纸箱抗压强度的重要因素之一，当瓦楞纸板的粘合强度不合格时，瓦楞纸板的边压强度和抗压强度不合格率就高。
三、测试原理和设备结构及对瓦楞纸板的要求
（一）测试原理
将针形附件（剥离架）插入试样的楞纸和面（里）纸之间（或楞纸和中纸之间），然后对插有试样的针形附件（剥离架）施压，使其做相对运动，测定其被分离部分分开所需的最大力，以N/m表示。
（二）设备结构
GB/T 6548、TAPPI T821、JIS Z0402
二、测试目的
瓦楞纸板粘合强度反映的是瓦楞纸板纸页之间粘合的紧密程度，是影响瓦楞纸箱抗压强度的重要因素之一，当瓦楞纸板的粘合强度不合格时，瓦楞纸板的边压强度和抗压强度不合格率就高。
三、测试原理和设备结构及对瓦楞纸板的要求
（一）测试原理
将针形附件（剥离架）插入试样的楞纸和面（里）纸之间（或楞纸和中纸之间），然后对插有试样的针形附件（剥离架）施压，使其做相对运动，测定其被分离部分分开所需的最大力，以N/m表示。
（二）设备结构
压缩强度试验仪由机械传动、硬件电路、传感器、显示屏及测量控制等部件组成。压缩强度试验仪（以PN-CT300F智能机型为例）外形结构如图1所示。
1-急停按钮 2-打印机 3-下压盘 4-上压盘 5-传感器 6-按钮 7-显示屏
图1 压缩强度试验仪结构示意图
（三） 对瓦楞纸板的要求
粘合强度对瓦楞纸板的楞型结构、厚度、插针的个数都有具体规定。（1）对楞型结构的要求
粘合强度检测的瓦楞纸板是UV型结构，如图2所示。
图2 楞型结构
（2）对瓦楞纸板厚度的要求
单瓦楞纸板厚度应高于表2所规定相应楞高的下限值；多层瓦楞纸板厚度应高于表2所规定的下限值之和。
表2 瓦楞纸板楞型的楞高、楞宽及楞数技术指标| 楞型 | 楞高 h/mm | 楞宽 t/mm | 楞数 个/300mm |
| A | 4.5～5.0 | 8.0～9.5 | 34±3 |
| C | 3.5～4.0 | 6.8～7.9 | 41±3 |
| B | 2.5～3.0 | 5.5～6.5 | 50±4 |
| E | 1.1～2.0 | 3.0～3.5 | 93±6 |
（3）对插针数量的要求
A 楞和C 楞共9根插针，上面压力针4根，下面支撑针5根；
B 楞和E 楞共 13根插针，上面压力针6根，下面支撑针7根。
四、试样的采取、处理及制备
试样的采取按GB/T 450进行，瓦楞方向为短边的矩形试样，尺寸为（25±0.5）mm×（100±0.5）mm(注：其它国家标准根据其明确要求尺寸取样即可）。试样受压边缘应切割得洁净和笔直。试样不应有褶子、皱纹、可见裂痕或其他明显损伤。如有水印，测试时应尽量避开。
试样按GB/T 10739进行温湿度处理，并在该大气条件下进行测试。
五、试验步骤及方法
根据试样粘合面楞型选择合适的剥离架。按试样被测面楞距不同调整好剥离架附件插针的针距，如图3所示将试样装入剥离架。
A 楞和C 楞共9根插针，上面压力针4根，下面支撑针5根；
B 楞和E 楞共 13根插针，上面压力针6根，下面支撑针7根。
四、试样的采取、处理及制备
试样的采取按GB/T 450进行，瓦楞方向为短边的矩形试样，尺寸为（25±0.5）mm×（100±0.5）mm(注：其它国家标准根据其明确要求尺寸取样即可）。试样受压边缘应切割得洁净和笔直。试样不应有褶子、皱纹、可见裂痕或其他明显损伤。如有水印，测试时应尽量避开。
试样按GB/T 10739进行温湿度处理，并在该大气条件下进行测试。
五、试验步骤及方法
根据试样粘合面楞型选择合适的剥离架。按试样被测面楞距不同调整好剥离架附件插针的针距，如图3所示将试样装入剥离架。
图3 剥离架装样示意图
调整压缩强度试验仪的压板间距，将试样连同剥离架一起置于下压板正中。启动仪器，以（12.5±2.5）mm/min的速度对装有试样的剥离架施压，直至楞峰和面纸（或里/中纸）分离为止。测试结束，压板复位，屏幕显示测试结果。
图4 粘合强度测试所需要仪器
记录试样压溃时受到的最大力值，变形量和粘合强度值，试样被分离后如图5所示，重复上述步骤测试剩余的试样。
图5 测试曲线和试样被分离后示意图
对于单瓦楞纸板，应分别测试面纸与楞纸、楞纸与里纸的分离力各5次，共测10次；双瓦楞纸板则应分别测试面纸与楞纸1、楞纸1与中纸、中纸与楞纸2、楞纸2与里纸的分离力各5次，共测20次；三瓦楞纸板则应测试共30次。
六、结果计算分析
分别计算各粘合层分离力的平均值，然后按公式（1）计算各粘合层的粘合强度，最后以各粘合层粘合强度的最小值作为瓦楞纸板的粘合强度。
公式中，P—粘合强度，单位为牛顿每米（N/m）；
F—试样分离时所需的力，单位为牛顿（N）；
n—插入试样的针根数； L—试样短边的长度，即0.025m。
七、可能的错误操作及误差
（一）可能的错误操作
（1）将试样装入剥离试验架时，上压座时会碰支撑针
测试用的瓦楞纸板不是标准瓦楞纸板，剥离试验要求纸板是标准纸板，因为剥离试验测试附件的设计是按照标准瓦楞纸板而设计的。例如：
试样甲，A楞，楞高为4.5mm，楞宽为8.0mm, 100mm有效楞数为12个。
试样乙，A楞，楞高为5.0mm，楞宽为9.0mm, 100mm有效楞数为11个。
用这两种不同的瓦楞纸板分别装入剥离试验架，发现试样甲的上支撑放到压力针时就有问题，上支撑压住压力针的部分不能居中，而且上支撑部分会压住支撑针。正常情况下，短插针不应碰到下压座，上压座不能碰到支撑针，试样乙就符合标准。
（2）测量方法没问题，测试结果却相差很大
采用的计算公式不同，一种采用是GB/T 6548-1998年的标准，另一种采用GB/T 6548-2011年的标准。对于粘合强度的计算，假如都是A楞，试样分离时所需的力F也相同，利用公式（2）计算的粘合强度为P=F/0.08=12.5F；而利用公式（1）计算的粘合强度为P=F/(9-1)*0.025=5F。这两个公式计算出的结果相差2.5倍。计算公式如表3所示。
本论于2022年11月发表于《纸箱世界》杂志
六、结果计算分析
分别计算各粘合层分离力的平均值，然后按公式（1）计算各粘合层的粘合强度，最后以各粘合层粘合强度的最小值作为瓦楞纸板的粘合强度。
公式中，P—粘合强度，单位为牛顿每米（N/m）；
F—试样分离时所需的力，单位为牛顿（N）；
n—插入试样的针根数； L—试样短边的长度，即0.025m。
七、可能的错误操作及误差
（一）可能的错误操作
（1）将试样装入剥离试验架时，上压座时会碰支撑针
测试用的瓦楞纸板不是标准瓦楞纸板，剥离试验要求纸板是标准纸板，因为剥离试验测试附件的设计是按照标准瓦楞纸板而设计的。例如：
试样甲，A楞，楞高为4.5mm，楞宽为8.0mm, 100mm有效楞数为12个。
试样乙，A楞，楞高为5.0mm，楞宽为9.0mm, 100mm有效楞数为11个。
用这两种不同的瓦楞纸板分别装入剥离试验架，发现试样甲的上支撑放到压力针时就有问题，上支撑压住压力针的部分不能居中，而且上支撑部分会压住支撑针。正常情况下，短插针不应碰到下压座，上压座不能碰到支撑针，试样乙就符合标准。
（2）测量方法没问题，测试结果却相差很大
采用的计算公式不同，一种采用是GB/T 6548-1998年的标准，另一种采用GB/T 6548-2011年的标准。对于粘合强度的计算，假如都是A楞，试样分离时所需的力F也相同，利用公式（2）计算的粘合强度为P=F/0.08=12.5F；而利用公式（1）计算的粘合强度为P=F/(9-1)*0.025=5F。这两个公式计算出的结果相差2.5倍。计算公式如表3所示。
表3 新老标准计算公式对比
（3）计算结果时，将各粘合层的剥离强度取平均值
一般情况下，国外的瓦楞纸板主要是针对某一粘合面进行测试的，进行多次测量取平均值，而我国由于要与瓦楞纸板产品标准配套使用，必须测试瓦楞纸板各粘合面，以便找出最薄弱的粘合面，以各粘合层粘合强度的最小值作为瓦楞纸板的粘合强度。
（二）主要误差来源
（1）压力测量系统校准不准确
压缩强度试验仪本身为高精密电子产品，使用一段时间后，因为电子元器件及传感器具的性能变化，测试准确度有一定要漂移，从而会影响测试结果，要定期对仪器进行力值校准。
（2）测试速度
粘合强度一般使用12.5mm/min，新标准偏差为0.25mm/min，增加了仪器的精密度，测试数据更准确、稳定。
（3）上下压板的平行度
边压强度的两压板的表面应相互平行，每100mm的平行度误差应在0.05mm。压板表面的平面度误差应在0.05mm以内。
（4）取样质量
试样的瓦楞方向与短边的方向一致，切边应整齐，并与瓦楞纸板面垂直。
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一般情况下，国外的瓦楞纸板主要是针对某一粘合面进行测试的，进行多次测量取平均值，而我国由于要与瓦楞纸板产品标准配套使用，必须测试瓦楞纸板各粘合面，以便找出最薄弱的粘合面，以各粘合层粘合强度的最小值作为瓦楞纸板的粘合强度。
（二）主要误差来源
（1）压力测量系统校准不准确
压缩强度试验仪本身为高精密电子产品，使用一段时间后，因为电子元器件及传感器具的性能变化，测试准确度有一定要漂移，从而会影响测试结果，要定期对仪器进行力值校准。
（2）测试速度
粘合强度一般使用12.5mm/min，新标准偏差为0.25mm/min，增加了仪器的精密度，测试数据更准确、稳定。
（3）上下压板的平行度
边压强度的两压板的表面应相互平行，每100mm的平行度误差应在0.05mm。压板表面的平面度误差应在0.05mm以内。
（4）取样质量
试样的瓦楞方向与短边的方向一致，切边应整齐，并与瓦楞纸板面垂直。
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本论于2022年11月发表于《纸箱世界》杂志
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