《GB/T31110-2014紙和紙板Z向抗張強度的測定》(2025年)實施指南目錄一、為何Z向抗張強度是紙和紙板性能核心?專家視角解析標(biāo)準(zhǔn)制定的底層邏輯與行業(yè)價值二、標(biāo)準(zhǔn)適用范圍如何精準(zhǔn)界定?深度剖析GB/T31110-2014的適用對象與邊界條件三、Z向抗張強度測定的核心原理是什么?從力學(xué)本質(zhì)到測量機制的專家級拆解試驗設(shè)備有哪些硬性要求?GB/T31110-2014設(shè)備規(guī)范與校準(zhǔn)要點深度解讀試樣制備如何影響測定結(jié)果?遵循標(biāo)準(zhǔn)要求把控關(guān)鍵環(huán)節(jié)的實操指南試驗步驟藏著哪些關(guān)鍵細節(jié)?從準(zhǔn)備到操作的標(biāo)準(zhǔn)化流程專家解析結(jié)果計算與處理有何規(guī)范?數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度保障的核心要點與常見誤區(qū)規(guī)避不同紙種測定有何差異?針對特種紙與常規(guī)紙的差異化實施策略深度剖析標(biāo)準(zhǔn)實施如何對接行業(yè)趨勢?面向未來包裝與印刷需求的應(yīng)用升級路徑探討常見問題如何高效解決?GB/T31110-2014實施中的痛點與解決方案全解析、為何Z向抗張強度是紙和紙板性能核心？專家視角解析標(biāo)準(zhǔn)制定的底層邏輯與行業(yè)價值Z向抗張強度在紙和紙板性能體系中的核心地位01Z向抗張強度即紙和紙板垂直于紙面方向的抗拉伸斷裂能力，雖易被忽視，卻直接關(guān)聯(lián)產(chǎn)品使用性能。如紙箱抗壓、書籍裝訂牢固度等，均依賴該指標(biāo)支撐。在性能體系中，它銜接縱向與橫向強度，形成三維性能閉環(huán)，是評估紙制品耐用性的關(guān)鍵標(biāo)尺，這也是標(biāo)準(zhǔn)將其單獨規(guī)范的核心原因。02（二）GB/T31110-2014制定的行業(yè)背景與現(xiàn)實需求2014年前，國內(nèi)Z向抗張強度測定方法雜亂，企業(yè)多采用自定標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量判定無統(tǒng)一依據(jù)，貿(mào)易中糾紛頻發(fā)。隨著造紙行業(yè)規(guī)?；l(fā)展，及包裝、印刷等下游行業(yè)對質(zhì)量要求提升，亟需統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范測定流程。該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運而生，填補了國內(nèi)空白，實現(xiàn)測定結(jié)果的可比性與權(quán)威性。（三）標(biāo)準(zhǔn)制定的底層邏輯與科學(xué)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定以材料力學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合紙和紙板纖維結(jié)構(gòu)特性。紙制品Z向強度由纖維間結(jié)合力決定，測定需精準(zhǔn)控制施力方式與環(huán)境條件。制定中參考國際標(biāo)準(zhǔn)ISO相關(guān)方法，結(jié)合國內(nèi)企業(yè)設(shè)備與工藝現(xiàn)狀，兼顧科學(xué)性與實操性，確保方法先進且符合國內(nèi)行業(yè)實際。標(biāo)準(zhǔn)實施對行業(yè)發(fā)展的長遠價值與現(xiàn)實意義1標(biāo)準(zhǔn)實施后，統(tǒng)一了測定方法與評價體系，助力企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)工藝。如通過測定數(shù)據(jù)調(diào)整打漿度、施膠量等參數(shù)，提升產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。同時為貿(mào)易往來提供統(tǒng)一質(zhì)量判定依據(jù)，降低交易成本。長遠看，推動行業(yè)從“規(guī)模擴張”向“質(zhì)量提升”轉(zhuǎn)型，增強國內(nèi)紙制品國際競爭力。2、標(biāo)準(zhǔn)適用范圍如何精準(zhǔn)界定？深度剖析GB/T31110-2014的適用對象與邊界條件GB/T31110-2014的核心適用對象解析01標(biāo)準(zhǔn)明確適用于各類紙和紙板，涵蓋文化用紙、包裝用紙、工業(yè)用紙等。無論是書寫紙、牛皮紙，還是瓦楞原紙、涂布紙板等，其Z向抗張強度測定均需遵循本標(biāo)準(zhǔn)。適用對象不分生產(chǎn)工藝與原料，包括木漿、草漿及再生漿制成的各類紙制品，實現(xiàn)覆蓋的全面性。02（二）標(biāo)準(zhǔn)適用的性能范圍與限值界定標(biāo)準(zhǔn)未對Z向抗張強度數(shù)值設(shè)固定限值，因不同用途紙制品要求差異大。而是規(guī)定測定方法，適用于各種強度范圍的紙和紙板。從低強度的薄頁紙到高強度的特種紙板，只要需測定Z向抗張強度，均能按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，僅在試樣尺寸等細節(jié)處按需調(diào)整。（三）易混淆場景：標(biāo)準(zhǔn)不適用的特殊情況說明01雖適用范圍廣，但存在特殊例外。如厚度小于0.05mm的極薄紙，因試樣易破損，難以按標(biāo)準(zhǔn)流程測定；還有表面附有特殊涂層且涂層與紙基結(jié)合力極差的紙制品，測定時易出現(xiàn)涂層脫落，導(dǎo)致結(jié)果失真，此類情況需結(jié)合專項方法補充測定，標(biāo)準(zhǔn)不單獨適用。02不同行業(yè)場景下標(biāo)準(zhǔn)適用的差異化考量包裝行業(yè)中，瓦楞紙板測定需關(guān)注試樣代表性，避免瓦楞結(jié)構(gòu)影響；文化用紙側(cè)重測定精度，因直接關(guān)聯(lián)書寫印刷體驗；衛(wèi)生紙等生活用紙則需調(diào)整試樣取樣方式，適配其柔軟易變形特性。標(biāo)準(zhǔn)允許在核心流程不變前提下，按行業(yè)場景微調(diào)細節(jié)，兼顧通用性與針對性。12、Z向抗張強度測定的核心原理是什么？從力學(xué)本質(zhì)到測量機制的專家級拆解Z向抗張強度的力學(xué)本質(zhì)與核心影響因素A從力學(xué)看，Z向抗張強度是紙和紙板抵抗Z向拉力破壞的最大應(yīng)力，取決于纖維間結(jié)合力、纖維自身強度及纖維排列狀態(tài)。纖維間氫鍵結(jié)合力越強、纖維長度越長且交織緊密，Z向強度越高。此外，紙制品含水率、定量等也會影響，這是測定需控制環(huán)境條件的核心原因。B（二）標(biāo)準(zhǔn)測定方法的核心測量機制解析標(biāo)準(zhǔn)采用“剝離式”測定機制，將試樣上下表面分別固定在夾頭上，以恒定速率施加垂直于紙面的拉力，直至試樣斷裂。通過傳感器實時采集拉力數(shù)據(jù)，記錄斷裂瞬間最大拉力值，結(jié)合試樣橫截面積計算Z向抗張強度，公式為：Z向抗張強度=最大拉力/試樣橫截面積。12（三）與其他強度測定方法的本質(zhì)區(qū)別與聯(lián)系與縱向、橫向抗張強度測定相比，核心區(qū)別是施力方向不同，后兩者平行于紙面。聯(lián)系在于均以拉力破壞為測量基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)處理邏輯一致。與耐破度測定相比，耐破度是面內(nèi)綜合強度，Z向強度是垂直紙面強度，二者從不同維度反映紙制品抗破壞能力，互為補充。原理層面的常見認知誤區(qū)與專家澄清常見誤區(qū)認為Z向抗張強度與厚度正相關(guān)，實則并非絕對。厚度增加但纖維結(jié)合力差，強度可能更低；反之，薄紙若纖維交織緊密，強度也可較高。專家強調(diào)，測定需聚焦纖維結(jié)合狀態(tài)等核心因素，不能僅憑厚度判斷強度，避免認知偏差導(dǎo)致的質(zhì)量誤判。12、試驗設(shè)備有哪些硬性要求？GB/T31110-2014設(shè)備規(guī)范與校準(zhǔn)要點深度解讀核心試驗設(shè)備的型號與性能參數(shù)要求A標(biāo)準(zhǔn)要求試驗機為電子萬能試驗機或?qū)Ｓ肸向抗張試驗機，量程需適配試樣強度，誤差不超過±1%。夾頭間距可調(diào)節(jié)，最小調(diào)節(jié)精度0.01mm，拉伸速率范圍5-50mm/min，能恒定速率加載。還需配備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實時記錄拉力-位移曲線，確保數(shù)據(jù)精準(zhǔn)采集。B（二）夾頭與夾持系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)規(guī)范夾頭需采用防滑設(shè)計，材質(zhì)為硬質(zhì)合金或不銹鋼，避免夾持時損傷試樣。夾持面平整度誤差不超過0.02mm，確保試樣受力均勻。夾持力可調(diào)節(jié)，以試樣不打滑、不破損為宜。對薄紙試樣，需配備專用軟質(zhì)夾頭，防止夾持力過大破壞試樣；厚紙板則用高強度夾頭保證牢固夾持。（三）環(huán)境控制設(shè)備的配置與性能要求因溫濕度影響紙制品含水率，進而改變強度，標(biāo)準(zhǔn)要求試驗環(huán)境需恒溫恒濕。環(huán)境溫度控制在23±1℃,相對濕度50±2%。需配備高精度恒溫恒濕箱，控溫精度±0.5℃,控濕精度±1%，且箱內(nèi)氣流均勻，避免局部溫濕度波動影響試樣狀態(tài)。設(shè)備校準(zhǔn)的周期、流程與合格判定標(biāo)準(zhǔn)01設(shè)備校準(zhǔn)周期為每年一次，或累計使用1000小時后校準(zhǔn)。校準(zhǔn)流程：先校準(zhǔn)力值傳感器，用標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)不同量程力值；再校準(zhǔn)拉伸速率，通過計時器測夾頭移動距離計算速率；最后校準(zhǔn)夾頭間距。合格判定：力值誤差≤±1%，速率誤差≤±2%，夾頭間距誤差≤±0.02mm。02、試樣制備如何影響測定結(jié)果？遵循標(biāo)準(zhǔn)要求把控關(guān)鍵環(huán)節(jié)的實操指南試樣取樣的基本原則與代表性保障1取樣需遵循“隨機均勻”原則，從同一批次產(chǎn)品中隨機抽取至少5個包裝單位，每個單位取3-5個試樣。取樣位置覆蓋紙卷或紙頁的不同部位，避免邊緣與中心等特殊位置集中取樣。確保試樣無褶皺、破損、污染，且纖維方向一致，保障試樣能代表整批產(chǎn)品真實性能。2（二）試樣的尺寸規(guī)格與精準(zhǔn)裁切要求標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定常規(guī)試樣尺寸為15mm×15mm，厚度按實際產(chǎn)品測定。裁切需用專用精密裁切刀，裁切精度±0.1mm，確保試樣尺寸一致。裁切時刀刃與紙面垂直，避免裁切歪斜導(dǎo)致橫截面積偏差。對定量小于50g/㎡的薄紙，可采用疊加裁切（不超過3層），疊加后需壓實且不產(chǎn)生氣泡。（三）試樣預(yù)處理的環(huán)境與時間要求A試樣需在標(biāo)準(zhǔn)試驗環(huán)境（23±1℃,50±2%相對濕度）下預(yù)處理至少4小時，讓試樣含水率達到平衡。預(yù)處理時試樣需分散放置，避免堆疊導(dǎo)致通風(fēng)不暢，含水率不均。對高含水率或低含水率試樣，可適當(dāng)延長預(yù)處理時間至8小時，確保預(yù)處理充分。B試樣制備中的常見缺陷與規(guī)避技巧1常見缺陷有裁切毛邊、尺寸偏差、含水率不均等。規(guī)避技巧：裁切前檢查刀刃鋒利度，定期更換刀片；用卡尺逐片測量試樣尺寸，剔除超差試樣；預(yù)處理時確保恒溫恒濕箱內(nèi)試樣擺放分散，定期監(jiān)測箱內(nèi)溫濕度。對易破損試樣，裁切時墊專用襯紙，提升完整性。2、試驗步驟藏著哪些關(guān)鍵細節(jié)？從準(zhǔn)備到操作的標(biāo)準(zhǔn)化流程專家解析試驗前的設(shè)備與試樣準(zhǔn)備流程01設(shè)備準(zhǔn)備：開機預(yù)熱30分鐘，校準(zhǔn)力值與拉伸速率，檢查夾頭平整度與防滑性，清潔夾持面。試樣準(zhǔn)備：從預(yù)處理環(huán)境中取出試樣，逐片檢查外觀，剔除破損、毛邊試樣，用卡尺測量試樣尺寸并記錄，每個試樣至少測量3個點取平均值作為橫截面積計算依據(jù)。02（二）試樣夾持的核心技巧與受力均勻性保障01夾持時將試樣居中放置在夾頭間，確保試樣軸線與拉力方向一致。先輕輕夾緊上夾頭，再調(diào)整下夾頭位置，使試樣自然下垂且無張力，然后夾緊下夾頭。夾持力以“試樣不打滑、不產(chǎn)生塑性變形”為宜，薄紙試樣夾持力控制在5-10N，厚紙板控制在20-30N，保障受力均勻。02（三）加載速率的選擇依據(jù)與精準(zhǔn)控制方法加載速率需根據(jù)試樣強度選擇，常規(guī)紙和紙板采用10mm/min速率；高強度特種紙板可提高至20mm/min，避免試驗時間過長；低強度薄紙采用5mm/min，防止加載過快導(dǎo)致試樣瞬間斷裂。通過試驗機控制系統(tǒng)精準(zhǔn)設(shè)定速率，試驗中實時監(jiān)測速率穩(wěn)定性，偏差超±2%需停機調(diào)整。12試驗過程中的數(shù)據(jù)記錄與異常處理規(guī)范記錄內(nèi)容包括試樣編號、尺寸、最大拉力、斷裂位置等，數(shù)據(jù)保留小數(shù)點后兩位。試驗中若出現(xiàn)試樣打滑，該數(shù)據(jù)作廢，重新取樣測定；若斷裂位置在夾頭內(nèi)，說明夾持不當(dāng)，需調(diào)整夾持力后重測。每批試樣至少測定10個有效數(shù)據(jù)，確保結(jié)果具有統(tǒng)計代表性。、結(jié)果計算與處理有何規(guī)范？數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度保障的核心要點與常見誤區(qū)規(guī)避Z向抗張強度的核心計算公式與參數(shù)定義核心公式：σ=F/S，其中σ為Z向抗張強度（單位：kPa），F(xiàn)為試樣斷裂時最大拉力（單位：N），S為試樣橫截面積（單位：m2)。橫截面積S=試樣長度×試樣寬度×試樣層數(shù)（疊加裁切時），計算時需將尺寸單位換算為米，確保單位統(tǒng)一。（二）數(shù)據(jù)修約的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則與精度控制要求數(shù)據(jù)修約遵循“四舍六入五考慮”原則，最終結(jié)果保留三位有效數(shù)字。計算過程中，中間數(shù)據(jù)保留四位有效數(shù)字，減少修約誤差。若測定數(shù)據(jù)中存在異常值，采用格拉布斯法剔除，當(dāng)n=10時，異常值判定臨界值為2.176，超出該值的數(shù)據(jù)需舍棄后重新計算平均值。（三）平行試驗的結(jié)果一致性判定與處理方法01平行試驗需做10個有效試樣，計算平均值與標(biāo)準(zhǔn)差。結(jié)果一致性判定：變異系數(shù)≤5%，則認為結(jié)果穩(wěn)定，取平均值作為最終結(jié)果；變異系數(shù)＞5%，需查找原因，如試樣代表性不足或設(shè)備不穩(wěn)定，重新取樣測定，直至變異系數(shù)符合要求，確保結(jié)果可靠。02結(jié)果處理中的常見計算誤區(qū)與糾正方法01常見誤區(qū)：單位換算錯誤，如將毫米直接代入計算；忽略疊加裁切試樣的層數(shù)；異常值未剔除導(dǎo)致結(jié)果偏差。糾正方法：計算前統(tǒng)一單位為米、牛、平方米；疊加裁切時明確層數(shù)并計入面積計算；嚴格按格拉布斯法剔除異常值，重新計算。建議用專用計算表格，減少人為失誤。02、不同紙種測定有何差異？針對特種紙與常規(guī)紙的差異化實施策略深度剖析常規(guī)文化用紙的測定要點與適配方案常規(guī)文化用紙（如書寫紙、打印紙）定量50-100g/㎡，強度中等。測定時采用15mm×15mm試樣，加載速率10mm/min。因表面較平整，用標(biāo)準(zhǔn)夾頭即可。預(yù)處理時間4小時，確保含水率平衡。重點關(guān)注裁切精度，避免尺寸偏差影響結(jié)果，平行試驗變異系數(shù)需控制在3%以內(nèi)。12（二）包裝用瓦楞紙板的特殊測定需求與應(yīng)對策略01瓦楞紙板因有瓦楞結(jié)構(gòu)，取樣需避開瓦楞峰谷，取平整部位，試樣尺寸20mm×20mm。夾持時用寬面夾頭，增大夾持面積，防止試樣斷裂在夾頭外。加載速率15mm/min，因強度較高，需適配速率。預(yù)處理時需將瓦楞紙板展開平放，確保通風(fēng)均勻，含水率平衡。02壹（三）高強度特種紙的測定難點與突破方法高強度特種紙（如芳綸紙、絕緣紙）強度高、韌性大，測定難點是夾頭打滑與加載速率適配。應(yīng)對：采用帶鋸齒防滑夾頭，夾持力提升至30-40N；加載速率提貳高至20mm/min，縮短試驗時間。試樣尺寸加大至20mm×20mm，增加橫截面積，使最大拉力在試驗機量程中段，提升測量精度。薄頁紙與衛(wèi)生紙的測定風(fēng)險與防護措施01薄頁紙與衛(wèi)生紙定量低（＜30g/㎡），強度低、易破損。測定風(fēng)險是裁切破損與夾持斷裂。防護：裁切時用專用微型裁切刀，墊軟質(zhì)襯紙；夾持用軟質(zhì)橡膠夾頭，夾持力控制在3-5N；采用疊加3層裁切試樣，增大強度便于測定。加載速率5mm/min，緩慢加載避免瞬間斷裂。02、標(biāo)準(zhǔn)實施如何對接行業(yè)趨勢？面向未來包裝與印刷需求的應(yīng)用升級路徑探討綠色包裝趨勢下標(biāo)準(zhǔn)的適配性優(yōu)化方向綠色包裝趨勢下，再生紙、植物纖維紙等環(huán)保紙種增多。標(biāo)準(zhǔn)適配性優(yōu)化：針對再生紙纖維結(jié)合力低的特點，細化低強度試樣測定規(guī)范；增加環(huán)保紙種預(yù)處理特殊要求，如再生紙含水率波動大，延長預(yù)處理時間至6小時。未來可新增環(huán)保紙種專項附錄，提升適配性。12（二）數(shù)字化生產(chǎn)背景下試驗數(shù)據(jù)的整合與應(yīng)用數(shù)字化生產(chǎn)中，標(biāo)準(zhǔn)實施需對接企業(yè)ERP系統(tǒng)。將試驗數(shù)據(jù)實時上傳至系統(tǒng)，與生產(chǎn)參數(shù)聯(lián)動，如根據(jù)Z向強度數(shù)據(jù)調(diào)整打漿時間、施膠量等。開發(fā)專用數(shù)據(jù)管理軟件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動計算、異常預(yù)警與趨勢分析，助力企業(yè)精準(zhǔn)管控質(zhì)量，提升生產(chǎn)效率。（三）智能化試驗設(shè)備對標(biāo)準(zhǔn)實施的賦能與革新智能化試驗機可自動完成取樣、裁切、夾持、測定全流程，減少人為誤差。賦能標(biāo)準(zhǔn)實施：自動校準(zhǔn)設(shè)備參數(shù)，確保精度；AI識別試樣缺陷，自動剔除不合格試樣；大數(shù)據(jù)分析試驗數(shù)據(jù)，輸出質(zhì)量優(yōu)化建議。未來標(biāo)準(zhǔn)可納入智能化設(shè)備操作規(guī)范，推動測定流程智能化升級。國際貿(mào)易中標(biāo)準(zhǔn)的互認與接軌策略01國際貿(mào)易中，需推動GB/T31110-2014與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO15754互認。策略：對比兩大標(biāo)準(zhǔn)差異，在試驗原理、核心流程保持一致的基礎(chǔ)上，細化術(shù)語對接；參