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在造纸与包装行业的质量控制体系中，撕裂强度是衡量纸张抵抗意外撕裂能力的关键物理性能指标。对于药品包装纸盒、食品包装纸袋、医疗器械灭菌包装材料以及各类工业用纸而言，撕裂性能直接关系到包装的完整性、使用安全性和运输可靠性。
国际标准ISO 1974《Paper — Determination of tearing resistance — Elmendorf method》（纸张—撕裂阻力的测定—埃莱门多夫法）以埃莱门多夫法为核心，规范了纸张及其他类似材料的抗撕裂性能测试方法，被美国肉类协会、国际标准化组织（ISO）及中国国家标准等机构采纳为纸张撕裂度测定的核心标准。全球范围内，从造纸厂质检实验室到包装行业质量控制中心，ISO 1974 是评估纸张撕裂强度常用的国际标准。撕裂度测试仪正是依据这一国际标准设计的专业检测设备。本文对ISO 1974标准的核心技术要点进行全面解读。
ISO 1974《纸张—撕裂阻力的测定—埃莱门多夫法》由国际标准化组织发布，是国际通用的纸张撕裂度测定标准。该标准的最新版本为ISO 1974:2012，规定了测定纸张（平面外）抗撕裂性的方法。目前国内标准GB/T 455-2002等效采用了ISO 1974:1990，而计划将于2026年11月1日实施的GB/T 455-2026将进一步更新至ISO 1974:2012的技术内容，这一采标背景确保了国内检测数据与国际同行在技术层面的精准对标。
适用对象：该方法主要针对纸张的撕裂阻力测试，主要适用于纸张的撕裂阻力测试，也可扩展至克重较低（仪器范围内的低定量纸板）的材料。此外，该方法还可应用于薄膜、纺织品等类似材料的耐撕裂性检测。
不适用范围：该方法不适用于瓦楞纸板（成品），但可以应用于此类纸板的组件（如瓦楞原纸）；不适用于测定高度定向的纸张（或纸板）的横向抗撕裂性；不适用于硬质厚板或极易变形的材料。
ISO 1974标准采用埃莱门多夫法（Elmendorf法） 作为测试原理。其核心是通过摆锤撕裂试样，以摆锤势能的损失来测定撕裂阻力。
摆锤提升至初始高度，使其具备一定的势能；释放摆锤后，摆锤自由下摆，其贮存的能量用于撕裂具有规定预切口的试样（通常为4层叠放的纸张）。通过测量摆锤撕裂试样后剩余的势能，结合撕裂距离，计算出撕裂所需的力。该力值是撕裂过程中克服纤维间结合力和纤维本身断裂阻力的综合体现。摆锤提升至固定高度，释放后自由下摆，势能转化为撕裂试样的动能。该方法具有重复性好、操作简便的优点。
如果第一次切割是纵向的，则所测结果是纵向的抗撕裂性；如果第一次切割是横向的，则所测结果是横向的抗撕裂性。
1. 埃莱门多夫撕裂度仪要求
撕裂度仪需配备可调节重量的摆锤，摆锤释放后应自由下落，撕裂路径固定。夹持装置需确保试样夹紧均匀，避免滑动或偏移，夹持力稳定。设备精度应达到高等级要求（如±1%以内），摆锤势能需定期校准。
2. 摆锤容量
仪器需配备多组摆体容量，常见量程包括：2000mN、4000mN、8000mN、16000mN等；也可有200gf至6400gf（约2N至64N）多组选择。
3. 仪器精度与校准
仪器应具备高精度测量系统，精度控制在±1%以内，分辨率可达0.1mN。仪器安装后需进行水平调节，并使用标准砝码进行力值校准。测定仪器的准确度应使用国家法定计量单位认可的标准砝码测试校正。
1. 试样尺寸与取样
标准试样尺寸为63mm×50mm（或100mm×63mm等按设备型号），应沿样品的纵向（MD）和横向（CD）分别切取试样。
2. 叠层数量
撕裂测试件（test piece）通常是由4张相同尺寸矩形纸张的叠层组成（即一次测试撕裂4层）。撕裂度由平均撕裂力和试样层数（4层）来确定。
3. 试样调节与环境条件
测试前，试样需在标准大气条件下进行处理，按照ISO 187或GB/T 10739进行温湿处理，通常为：温度23℃±1℃，相对湿度50%±2%，平衡至少4小时（敏感性材料可能需要24小时）。测试应在同样的大气条件下进行。
4. 试样制备
沿纵向（MD）和横向（CD）各裁取多组试样（建议各10个）。试样需平整，无褶皱、污点或破损。试样应使用标准切刀切取，确保尺寸精确。使用切刀沿短边方向切出规定长度的切口，标准规定预切口长度为20±0.5mm。确保切口整齐，无毛边，且切口方向与撕裂方向一致。
5. 测试步骤
将试样固定于夹持装置，预切口对齐撕裂路径。提升摆锤至初始位置，释放后撕裂试样，记录撕裂力值。测试后摆锤应平稳回升至初始位置，避免撞击。对每组试样（纵向和横向）重复测试。在测试过程中，若试样撕裂线偏离切口线，需记录并评估是否作为无效数据剔除。
6. 结果表示
撕裂力以毫牛顿（mN） 为单位，分别报告纵向和横向的平均值。通常对于每个方向至少进行5次有效测试。撕裂指数（tearing index）是将撕裂度除以其克重（定量），表示为mN·m²/g，消除了不同定量纸张比较时的厚度影响。
ISO 1974提供的撕裂指数是一个评估材料性能的关键质量指标，通过对不同应用场景的量化预测，帮助企业在选材和质量控制中做出科学决策。撕裂指数能够帮助企业选择最佳的强度重量比，尤其适用于追求轻量化或可持续性目标时。
药品包装纸盒：目标撕裂指数通常在6～10 mN·m²/g之间。药品包装纸盒在高速包装线上需要承受模切、折叠、胶粘等工序的机械应力。撕裂指数验证可确保纸盒在患者使用前保持完整，防止因包装提前撕裂引发的合规问题或安全风险。
高档折叠纸盒：目标撕裂指数为5～9 mN·m²/g，用于评估纸板在高速包装线上的适应性和终端耐用性。
再生纸板：撕裂指数通常为3～6 mN·m²/g。由于回收纤维强度较低，测试可在不牺牲结构完整性的情况下帮助优化纤维配比。
裱糊纸板内衬：目标撕裂指数为7～12 mN·m²/g，用于确保在运输过程中提供可靠的防护。
标签底纸：撕裂指数为4～7 mN·m²/g。确保撕裂值在加工、模切和贴标过程中保持稳定。
通过标准化的撕裂度检测，企业可筛选纤维原料优良、工艺稳定的供应商，结合测试数据优化打浆工艺和纤维配比，建立供应商撕裂性能数据库。在药品包装、食品包装等对包装安全有严格要求的行业，撕裂度检测更是进入市场的基本合规要求。
1. 纤维长度
纤维的重均长度对纸页撕裂指数的影响极为显著（R²=0.978），长纤维所抄成的纸页撕裂强度显著更高。在结合差的纸页中撕裂时，纤维主要是被拉出而非拉断，撕裂强度强烈依赖于纤维长度；在结合较好的纸页中，撕裂时更多纤维被拉断，纤维长度的影响则相应减小。
2. 打浆度与结合强度
适度的打浆可以增加纤维间的结合力，从而提高撕裂度；但过度打浆会导致纤维剪切破碎，撕裂指数明显降低。打浆度的选择是撕裂度和抗张强度之间的平衡。
3. 纤维自身强度
纤维强度（通常以零距抗张强度表示）是影响纸页强度的重要因素，在纤维结合较好的情况下，撕裂强度对纤维自身强度的依赖增加。纤维强度随微细纤维角度的增大而下降，受纤维素含量、结晶度及制浆工艺影响。
4. 环境湿度
纸张是吸湿性材料，湿度直接影响纤维间的结合力。因此，检测必须在标准大气条件下进行，以确保数据的可比性。
问：ISO 1974与我国国家标准GB/T 455的关系是什么？
答：中国国家标准GB/T 455-2002《纸和纸板撕裂度的测定》等效采用ISO 1974:1990，两者在核心技术内容上保持一致。目前GB/T 455-2002仍为现行有效标准，国家标准化管理委员会已计划于2026年11月1日实施新版本GB/T 455-2026，进一步采用ISO 1974:2012，继续保持与国际标准的协调统一。企业应关注标准更新动态，提前做好检测体系的合规准备。
问：如何确保撕裂度测试仪的测试结果符合ISO 1974标准要求？
答：确保准确性的关键在于：设备安装后需进行水平调节，每日测试前需进行空摆试验（建议至少15次），确保摆锤平衡和指针归零。选用符合ISO 1974要求的埃莱门多夫撕裂度仪，具备多组摆体容量配置，精度控制在±1%以内。同时，应使用国家法定计量单位认可的标准砝码定期校准，测试环境须满足标准温湿度条件，试样需充分调节。企业应在设备选型时确认设备参数是否符合ISO 1974的技术要求，并定期委托具备资质的第三方计量机构进行检定。
问：撕裂指数（mN·m²/g）在质量评价中有什么优势？
答：撕裂指数是撕裂度除以其克重（定量）得到的归一化指标。它消除了不同克重纸张比较时厚度或重量的影响，能在轻量与高强材料之间进行公正对比，更能反映纤维原料自身的强度特性和工艺水平。例如，对于药品包装纸盒，通常要求撕裂指数在6～10 mN·m²/g之间，这一指标不仅判断产品是否合格，还为供应商筛选和工艺优化提供了量化依据。结合试样的定量信息，企业和检测机构可建立更科学的材料评价体系。
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