纸和纸板纵向测定标准试验方法（D528-97）

📋 概述与适用范围

标准编号D528‑97（2007年再次批准）是由美国材料与试验协会（ASTM）下属D06委员会制定的美国国家标准。该标准最早于1939年获得批准，后经多次修订，现行版本确认了四项用于测定纸和纸板机器方向（即造纸行业所称的纵向）的物理程序。标准的理论根基在于造纸过程中纤维沿纸机行进方向的高度定向排列，这种排列导致纸张在纵向与横向上表现出显著不同的力学与物理行为：横向收缩引起卷曲、横向撕裂强度较高、纵向抗张强度较高以及纵向挺度较高。该标准适用于大多数常见纸和纸板品种，但对于与薄膜复合的纸张、皱纹纸、伸性纸（其纵向抗张强度较低、伸长率较高）、以及用纺织品增强的纸张，由于纤维定向效应被其他结构所干扰，应用本方法可能得到不可靠的判定结果。标准引用了ASTM D585（取样规程）、D774/D774M（耐破度测试方法）、D828（恒速拉伸抗张性能测试方法）以及D1968（纸与纸制品术语），同时提及TAPPI T409作为并列参考。在纸张加工与使用场合，如折页、压痕、裁切等工序中，纵向的准确识别是保证产品质量的基础；此外，在测定亮度、光泽度、撕裂度、抗张强度及耐折度等指标前，也必须预先确定试样的纵横向方向。

⚙️ 试验原理与方法

标准详细描述了四种操作程序，其中前两种无需专用设备，适合生产现场快速判断；后两种则需标准化测试仪器，提供定量数据支撑。

程序A——卷曲法：截取约50 mm × 50 mm的试样平放在水面上，待水充分润湿试样下表面后，观察纸张的卷曲状态。由于横向润湿收缩率明显大于纵向，试样会朝润湿面（即水面侧）翘起，卷曲所形成的圆柱轴线方向即为纸张的纵向。此方法直观简便，但需注意试样应平整无预卷曲，水温和水质不应造成异常润湿。

程序B——挺度法：通过手持试样并沿不同方向轻柔弯曲，操作者凭借触觉判断阻力差异。纵向因纤维排列紧密，抗弯挺度显著高于横向，因此手感较硬的方向为纵向。该方法依赖操作经验，适合快速初判。

程序C——耐破度法：按照D774/D774M方法，在耐破度仪上分别测试纵向裁切和横向裁切试样的耐破强度。虽然标准未直接给出耐破度的方向性比对判据，但通常结合其他性能（如抗张、撕裂）的综合规律加以解读。实际操作中可比较两组试样的平均耐破度，结合标准1.1所述原则进行判定。

程序D——抗张强度法：使用符合D828要求的恒速拉伸试验机，分别测定纵向和横向试样的抗张强度。由于纵向抗张强度明显高于横向，强度较大的一组所对应的方向即确定为纵向。该法数据准确，特别适于质量仲裁或方法验证。

所有试样均需按照D585规程从同一批产品中抽取，并应在标准温湿条件下进行状态调节。取样时须注意避开纸边、接头等非代表性部位。

📊 技术参数与指标

下表综合了四种程序的核心要素，便于实验室根据自身条件选择适用方案：

纸张因纤维定向而在纵横向呈现的典型性能差异如下表所示，这些数据正是方法设计的物理基础：

此外，标准明示以下几类纸张在使用本方法时需特别谨慎，其适用性评价如下：

🔬 工程应用与注意事项

在印刷与包装工程中，纸张纵向的判定直接关系到后续加工的质量。例如，书籍装订时的折页线必须平行于纵向，否则纸张易沿折痕破裂；纸盒压痕线亦需与纵向垂直，以保证折叠后纸板不开裂。此外，在对纸张进行抗张强度、撕裂度、耐折度等测试时，先确定纵横向方向是正确取样和出具报告的必要前提。

实际应用中应注意以下质量控制要点：

• 试样代表性：严格按D585抽取样品，每张试样应从不同位置裁切，避免边缘效应。
• 环境调节：纸张的力学性能受温湿度影响显著，测试前应在标准大气条件（23°C，50%RH）下调节至少4小时。
• 操作一致性：进行程序B（挺度法）时，宜由同一操作者反复弯折数次，取手感最明显的结果；多次测试以确认重现性。
• 设备校验：使用耐破度仪或抗张强度机前，应按照相应标准校验压力传感器及拉伸速率，确保量值准确。
• 结果冲突处理：当不同程序得出的结果不一致时，以程序D（抗张强度法）的判定为基准，同时检查试样是否属于标准1.2所列的特殊类型。

❓ 常见问题解答