因業務調整，部分個人測試暫不接受委托，望見諒。

紙與紙板粗糙度（平滑度）檢測技術解析——基于空氣泄漏法的應用研究

引言

在紙制品生產領域，表面粗糙度與平滑度是決定印刷適性、涂層均勻性和包裝密封性的核心指標。空氣泄漏法作為國際公認的檢測技術，通過量化氣體在特定壓力下通過紙面的泄漏量，實現了對材料表面微觀結構的精確表征。該方法因其非破壞性、高重復性等優勢，已廣泛應用于造紙工業的質量控制與研發創新。

檢測適用范圍

本檢測技術主要適用于以下領域：

1. 印刷基材：新聞紙、銅版紙、書刊紙等印刷用紙的油墨吸附性評估
2. 包裝材料：瓦楞紙板、白卡紙、液體包裝紙板的密封性能測試
3. 特種用紙：裝飾原紙、濾紙、電池隔膜紙的功能性表面檢測
4. 生產過程控制：壓光工序參數優化、涂布工藝效果驗證等生產環節

特別適用于定量在50-500g/m²范圍內的平板紙與紙板，對超薄紙張（<40g/m²）需采用專用測試頭進行檢測。

檢測項目與原理

1. 平均粗糙度檢測

通過測量單位時間內空氣泄漏量（mL/min），反映材料表面宏觀平整度。高泄漏值對應較大表面凹陷，直接影響印刷網點的完整再現。

2. 局部均勻性分析

多點測試數據離散度表征材料表面結構的分布一致性，離散系數超過15%將導致印刷墨色不均。

3. 透氣性差異檢測

縱向/橫向測試比揭示纖維排列取向，比值>1.2時需調整造紙機工藝參數。

4. 動態壓縮特性

部分設備配備壓力掃描功能，可記錄不同壓強（0.5-2.0MPa）下的泄漏曲線，評估材料彈性恢復性能。

檢測標準體系

1. ISO 8791-4:2022 《紙和紙板 粗糙度/平滑度的測定（空氣泄漏法）第4部分：Bendtsen法》
2. GB/T 456-2020 《紙和紙板平滑度的測定（空氣泄漏法）》
3. TAPPI T538 om-2018 《粗糙度測量—Parker Print-Surf法》
4. DIN 53108:2015 《印刷材料表面粗糙度測試規范》

檢測方法與儀器

測試流程

1. 樣品制備 按GB/T 450規定取樣，在（23±1）℃、50%RH環境下平衡24小時。裁切100×100mm試樣，剔除可見缺陷樣本。

2. 儀器校準 使用標準參比板（Ra=1.5±0.2μm）進行零點校準，驗證壓力系統密封性，確保測量誤差<±3%。

3. **測試執行 **將試樣置于測試環下，施加（100±2）kPa接觸壓力，記錄60秒內通過試樣與測試頭間隙的空氣流量。每個樣品至少測量5個不同區域。

4. 數據處理 計算算術平均值，剔除偏離均值20%以上的異常數據，最終結果保留三位有效數字。

核心儀器

1. Bendtsen平滑度測試儀 配備20±0.5cm²環形測試頭，壓力分辨率達0.1kPa，符合ISO 8791-4標準要求。

2. Parker Print-Surf（PPS）測試儀 采用10cm²矩形測試面，特別適用于瓦楞紙板等剛性材料檢測。

3. Sheffield數字式粗糙度儀 集成溫度補償系統，可自動修正環境溫濕度帶來的測量偏差。

4. 在線監測系統 如Honeywell SmartCoat系列，實現生產線上每15秒一次的連續監測，數據實時傳輸至MES系統。

技術前沿與發展

1. 多尺度表征技術 結合激光共聚焦顯微鏡，實現宏觀泄漏量與微觀三維形貌的關聯分析。

2. 智能預測模型 基于機器學習算法，通過泄漏量數據預測印刷網點擴大率，預測精度達R²>0.92。

3. 納米級檢測系統 德國Bruker公司最新推出的Nanoscale Leakage Analyzer，分辨率提升至0.01μm級別。

4. 綠色檢測技術 歐盟研發的EcoAirTest系統，測試氣體改用CO?回收循環裝置，單次檢測碳排量降低76%。

結語

空氣泄漏法歷經半個世紀的技術演進，已形成完整的檢測體系。隨著智能傳感技術與數字孿生模型的深度應用，該檢測方法正從單一的質量控制手段，向工藝優化、新產品開發等全產業鏈環節延伸。未來，檢測設備將朝著微型化、智能化方向發展，在保證測量精度的同時，實現檢測效率的階躍式提升，為造紙工業的數字化轉型提供堅實的技術支撐。