纸张平滑度测试

纸张平滑度检测技术及其应用

简介

纸张平滑度是衡量纸张表面平整程度的关键性能指标，直接影响印刷质量、书写体验及包装材料的适用性。高平滑度的纸张能够确保油墨均匀分布，减少印刷过程中的网点缺失或模糊现象；而低平滑度的纸张可能因表面粗糙导致印刷效果差或涂层不均匀。因此，纸张平滑度检测在造纸、印刷、包装等行业中具有重要地位。本文将从适用范围、检测项目、参考标准及检测方法等方面系统阐述纸张平滑度的检测技术。

纸张平滑度检测的适用范围

纸张平滑度检测主要适用于以下领域：

1. 印刷用纸：如铜版纸、胶版纸等，需通过平滑度测试确保印刷图案的清晰度和色彩还原性。
2. 包装材料：瓦楞纸板、白卡纸等包装材料的表面平滑度影响防潮性、印刷适性及外观质感。
3. 特种纸：如热敏纸、装饰纸等，其功能性（如热敏涂层的均匀性）与平滑度密切相关。
4. 纸制品加工：在覆膜、烫金等后加工工艺中，纸张表面平整度直接影响加工成品率。

此外，纸张平滑度检测还可用于研发领域，帮助优化造纸工艺参数（如压光压力、涂料配方等）。

检测项目及简介

纸张平滑度检测的核心项目可分为以下几类：

1. 空气泄漏法平滑度（Bekk法） 通过测量特定压力下空气从纸张表面与玻璃板间逸出的时间，间接反映纸张的微观平整度。时间越长，表明纸张越平滑。此方法适用于中高平滑度纸张的检测。

2. 印刷表面粗糙度（Parker Print-Surf法，PPS） 模拟印刷压力条件，测量纸张表面与弹性体间的空气泄漏量，直接评估纸张在印刷过程中的实际表现。此方法更贴近实际印刷场景，尤其适用于新闻纸等低定量纸张。

3. Bendtsen粗糙度 通过测量单位时间内空气透过纸张表面的流量，评估纸张表面凹凸程度。该指标与纸张的透气性、吸墨性等性能相关。

4. 光学干涉法 利用激光或白光干涉仪生成纸张表面的三维形貌图，可定量分析微观粗糙度参数（如Ra、Rz值）。此方法精度高，但设备成本较高，多用于实验室研究。

检测参考标准

不同国家和地区针对纸张平滑度制定了多项标准，主要包括：

1. ISO 5627:2017 《纸和纸板—平滑度的测定（Bekk法）》 国际通用的空气泄漏法标准，适用于定量大于40 g/m²的纸张。

2. TAPPI T555 pm-19 《印刷用纸表面粗糙度的测定（Parker Print-Surf法）》 北美地区广泛采用的印刷适性测试标准。

3. GB/T 456-2018 《纸和纸板平滑度的测定（Bekk法）》 中国国家标准，等效采用ISO 5627，适用于国内造纸企业及质检机构。

4. ISO 8791-4:2021 《纸和纸板—透气度的测定 第4部分：Bendtsen法》 规范了Bendtsen粗糙度测试的流程与设备要求。

检测方法及相关仪器

1. Bekk平滑度仪

• 原理：将试样置于玻璃砧与橡胶垫之间，施加100 kPa压力，记录空气从接触面逸出至50 kPa所需时间（秒）。
• 仪器组成：真空泵、压力传感器、计时模块、校准砝码。
• 操作流程：试样预处理（恒温恒湿）→装样→加压→自动记录数据→结果计算。

2. PPS粗糙度测试仪

• 原理：采用弹性测量头（硬度80 IRHD）模拟印刷压力，测量空气流量（mL/min）。
• 特点：支持在线检测，可实时显示粗糙度曲线，适用于高速纸机质量控制。

3. Bendtsen透气度仪

• 原理：在1.47 kPa压差下，测量空气透过10 cm²试样面积的流量（mL/min）。
• 改进技术：部分新型仪器集成温湿度补偿模块，减少环境波动对结果的影响。

4. 非接触式光学轮廓仪

• 技术类型：白光干涉仪、激光共聚焦显微镜。
• 优势：可生成三维表面形貌图，支持Ra（算术平均粗糙度）、Rq（均方根粗糙度）等参数分析。

结语

纸张平滑度检测技术从传统的气流法发展到高精度的光学测量，为造纸工艺优化和终端应用提供了可靠的数据支持。随着智能传感器和人工智能算法的应用，未来检测设备将向自动化、高精度方向发展，例如通过机器学习分析表面形貌与印刷缺陷的关联性。企业需根据产品特性选择适配的标准与方法，同时关注国际标准的更新动态，以确保检测结果在全球供应链中的认可度。