技术概述
纸张耐折度疲劳试验是评价纸张物理强度性能的重要检测手段之一，主要用于测定纸张在受往复折叠作用下的耐久性。耐折度是指纸张或纸板在标准张力条件下，经受一定角度的往复折叠动作，直至试样断裂时的折叠次数。这一指标直接反映了纸张纤维的结合力、柔韧性以及抗反复弯曲变形的能力，是衡量纸张机械耐用性的核心参数。
在实际应用中，许多纸制品如钞票纸、档案纸、书籍用纸及包装纸板等，在使用过程中都会经受多次翻阅、折叠或弯曲。如果纸张的耐折度达不到要求，极易在反复使用中发生断裂，严重影响使用寿命和功能性。因此，通过模拟纸张在实际使用中的折叠疲劳过程，进行耐折度疲劳试验，对于预测纸张的使用寿命、控制产品质量以及优化生产工艺具有不可替代的意义。
该试验通常在严格的标准温湿度环境下进行，以消除环境水分对纸张强度的影响。试验过程中，试样被固定在特定的夹具之间，施加恒定的张力，折叠头以一定的角度和频率进行往复运动，直至纸张断裂。断裂时的折叠次数即为耐折度值，数值越高，代表纸张的耐疲劳性能越好，使用寿命越长。
耐折度的大小主要取决于纸张纤维的结合强度、纤维本身的长度和柔韧性，以及纸张的紧度和含水量。长纤维浆种如针叶木浆抄造的纸张，通常具有较高的耐折度；而填料含量过高或过度打浆可能导致纸张发脆，降低耐折性能。因此，纸张耐折度疲劳试验不仅是质量控制的关键环节，也是造纸工艺调整的重要参考依据。
检测样品
纸张耐折度疲劳试验的适用范围极为广泛，涵盖了多种类型的纸张和纸板。不同的纸张因用途不同，对其耐折性能的要求也存在显著差异。以下是常见的需要进行耐折度测试的样品类型：
- 文化用纸及办公用纸：包括胶版印刷纸、铜版纸、书写纸、打印纸等。这类纸张主要用于书籍、杂志、文件打印等，在翻阅和复印过程中会经历反复弯曲，因此需要具备一定的耐折度以防止页面断裂。
- 包装用纸及纸板：包括白板纸、箱板纸、瓦楞原纸、牛皮纸等。包装材料在运输、搬运和堆叠过程中，边角和折痕处容易受到反复折叠和弯曲应力，耐折度测试有助于评估包装箱的抗破损能力和结构稳定性。
- 钞票纸和证券纸：钞票纸（货币用纸）是耐折度要求极高的典型代表。货币在流通中会经受无数次的揉搓、折叠，因此必须具备极高的耐疲劳强度。特种证券纸、支票纸等亦有类似要求。
- 档案文献用纸：档案纸、地图纸、字典纸等需要长期保存且频繁查阅的纸张，对耐折度有严格标准，以确保文献的保存寿命。
- 电器绝缘用纸：如电缆纸、电容器纸等。这类纸张在加工成线圈或绝缘层时，往往需要进行绕包和弯曲，耐折度测试可确保其在加工过程中不发生断裂，保障绝缘结构的完整性。
- 生活用纸：虽然卫生纸、纸巾纸等对耐折度要求相对较低，但在某些特定功能性纸巾或擦拭纸的研发中，该指标也被用于评估其湿润状态下的强度和韧性。
在进行纸张耐折度疲劳试验前，样品的制备过程至关重要。通常需要按照标准规定，从不同部位随机抽取纸样，裁切成规定尺寸的长条状试样，并在标准温湿度环境下进行充分的状态调节，以确保检测数据的准确性和可比性。
检测项目
纸张耐折度疲劳试验主要围绕耐折度这一核心指标展开，但在具体测试过程中，会根据不同的纸张方向、测试条件和标准要求，细分出多个具体的检测项目：
- 纵向耐折度：指纸张纵向（纸张运行方向）的耐折性能。由于造纸过程中纤维大多沿运行方向排列，纵向通常比横向具有更高的耐折度。
- 横向耐折度：指纸张横向（垂直于运行方向）的耐折性能。横向耐折度往往低于纵向，该指标对于评估纸张整体的抗弯折能力至关重要。
- 双折叠次数：即试样断裂前的折叠总次数，这是最直接的测试结果，直接表征了纸张的耐疲劳寿命。
- 耐折度平均值与变异系数：通过对一组试样（通常为10张或更多）的测试结果进行统计分析，计算平均值和变异系数。变异系数反映了纸张匀度和强度的均匀性，数值越小，说明纸张质量越稳定。
- 耐折度（对数）：由于纸张耐折度数据分布范围较广，有时采用对数形式表示，以便于数据处理和比较。
- 张力选择测试：在特定科研或工艺分析中，可能会在不同张力负荷下进行耐折度测试，以研究张力对纸张疲劳寿命的影响规律。
通过上述项目的检测，可以全面掌握纸张在静态和动态弯曲应力下的力学表现，为纸张的分级、用途选择及质量改进提供详实的数据支持。
检测方法
纸张耐折度疲劳试验依据的标准方法主要包括国家标准（GB/T）、国际标准（ISO）以及部分行业标准。其中最常用的是MIT法和肖伯尔法。
1. MIT耐折度测定法：
MIT法是目前应用最为广泛的纸张耐折度测试方法，尤其适用于各种纸和纸板。该方法模拟了纸张在较高张力下的折叠行为。其测试原理是：将试样固定在夹具上，施加一定的初始张力（通常为4.91N或9.81N），折叠头以135°的幅度进行往复折叠。折叠过程中，纸张在滚轴上受到弯曲和摩擦的双重作用，直至断裂。MIT法对于厚纸和纸板的测试效果较好，能够有效区分不同强度纸张的耐疲劳性能。
2. 肖伯尔耐折度测定法：
肖伯尔法主要适用于厚度在0.25mm以下的纸张。该方法的特点是折叠角度较大（180°），折叠缝较窄。试样在垂直方向施加张力，通过折叠刀片的往复运动使纸张在折叠缝中弯曲。与MIT法相比，肖伯尔法的折叠作用更为剧烈，对于高耐折度纸张（如钞票纸）的区分度更为敏感。
测试流程主要包括以下步骤：
- 试样制备：按照相关标准规定的尺寸（如MIT法通常为15mm宽，长度足以夹持），使用专用裁纸刀切取试样，切口应整齐、无毛刺。
- 温湿度调节：将试样置于标准大气条件下（通常为温度23±1℃，相对湿度50±2%）进行预处理，使纸张水分达到平衡状态，处理时间不少于4小时。
- 仪器校准：检查耐折度仪的张力机构、折叠头、计数器等部件是否正常，校准张力值和折叠角度。
- 夹持试样：将试样垂直夹持在上下夹具之间，确保纸张平直且张力符合标准要求。
- 启动测试：开启仪器，折叠头开始往复运动，计数器记录折叠次数。
- 结果记录：当试样断裂时，仪器自动停止，记录此时的折叠次数。每个样品需测试多个试样，分别测试纵向和横向。
在检测过程中，操作人员需严格遵守操作规程，避免手汗或湿气影响试样状态，确保检测结果的客观性和准确性。
检测仪器
进行纸张耐折度疲劳试验需要依赖专业的检测仪器。目前市场上主流的检测设备为电子耐折度测定仪，其设计和功能需符合相关国家标准的要求。以下是主要仪器的技术特点和构成：
MIT耐折度仪：
这是最常见的耐折度检测设备。仪器主要由传动系统、折叠头组件、张力施加系统、夹持系统和显示控制系统组成。现代电子式MIT耐折度仪通常配备触摸屏控制系统，可以精确设定折叠速度（通常为175±10次/分钟）、预置张力等参数。其折叠头设计精密，能够保证135°的折叠角度误差极小。仪器具备自动计数、断纸自动停机、数据存储及打印功能，大大提高了检测效率和数据的可靠性。
肖伯尔耐折度仪：
该仪器结构相对紧凑，适用于薄纸测试。其核心部件是折叠滚轴和偏心轮机构，能够实现180°的高速往复折叠。虽然操作相对传统，但在特定纸张（如字典纸、圣经纸）的测试中仍具有不可替代的作用。
辅助设备：
- 高精度切纸刀：用于制备标准宽度的试样，确保切口光滑，防止因切口不齐导致的应力集中。
- 恒温恒湿箱/实验室：提供符合标准规定的测试环境，排除环境温湿度波动对纸张强度的影响。
- 标准砝码：用于定期校准仪器的张力施加机构，确保测试力的准确性。
随着技术的发展，新型的耐折度仪往往集成了智能化控制系统，具备数据统计、曲线分析等功能，能够更直观地展示纸张的疲劳特性。仪器的定期维护和校准是保证测试数据精准的关键，特别是折叠滚轴的光洁度和张力弹簧的线性度，直接影响测试结果。
应用领域
纸张耐折度疲劳试验在多个行业中发挥着关键作用，其应用领域涵盖了造纸、印刷、包装、金融、档案管理及电子电气等行业。
- 造纸行业质量控制：造纸企业通过耐折度测试监控生产过程中的纤维配比、打浆度及压榨工艺。耐折度的变化能灵敏反映纸张内部纤维结合力的变化，是企业调整工艺参数、提升产品档次的重要依据。
- 印刷与出版行业：在出版印刷前，对纸张进行耐折度测试可以预测书籍、杂志在翻阅过程中的表现。耐折度过低的纸张容易出现掉页、断裂，严重影响印刷品质量。封面用纸对耐折度要求更高，以确保书皮的耐用性。
- 包装物流行业：包装纸箱在流通过程中会受到反复的弯折和振动。通过耐折度疲劳试验，可以评估包装材料的韧性，优化包装结构设计，防止因包装破裂导致货物损坏。特别是在出口包装和重型包装中，该指标尤为重要。
- 金融与防伪行业：钞票纸是耐折度测试应用最严格的领域。货币在流通中面临极度严苛的物理考验，各国货币标准均对耐折度有极高的数值要求。此外，各类有价证券、票据、支票纸也需通过严格的疲劳试验。
- 档案与图书馆管理：档案用纸要求具有优异的耐久性。耐折度是评估档案纸张保存寿命的重要指标之一。图书馆在选择图书修复用纸或字典纸时，耐折度是首要考虑的物理指标。
- 电气绝缘行业：变压器、电机中使用的绝缘纸板和电缆纸，在制造和运行中会受到机械应力和热应力的共同作用。耐折度测试有助于评估绝缘材料在加工绕制过程中的机械强度，保障电力设备的安全运行。
综上所述，纸张耐折度疲劳试验不仅是产品质量的把关者，更是科研开发和工艺优化的重要技术支撑，贯穿于纸张及其制品的全生命周期管理。
常见问题
问题一：纸张耐折度疲劳试验的检测周期是多久？
纸张耐折度疲劳试验的检测周期一般为7-15个工作日。具体的检测时间会受到多种因素的影响，包括检测项目的数量、样品的种类和数量、测试方法的复杂程度以及实验室当前的排期情况。如果客户有特殊的加急需求，实验室通常可以提供加急服务，在更短的时间内出具检测数据。对于需要长时间状态调节或复杂条件处理的样品，检测周期可能会相应延长。
问题二：纸张耐折度疲劳试验的检测价格是多少？
纸张耐折度疲劳试验的检测价格并不是一个固定的数值，而是根据客户的具体检测需求进行评估报价。影响价格的主要因素包括：检测项目的多少（如仅需测试耐折度还是需要综合物理性能测试）、采用的检测方法标准、送检样品的数量以及客户对检测周期的要求。为了获取准确的报价，建议客户与检测机构联系，提供具体的检测需求和样品信息，我们将根据实际情况为您提供专业的报价方案。
问题三：纸张耐折度测试中纵向和横向有什么区别？
在纸张耐折度测试中，纵向（MD）和横向（CD）的区别主要在于测试方向与纸张纤维排列方向的关系。纵向是指纸张在造纸机运行的方向，纤维多沿此方向排列，因此纵向耐折度通常较高；横向则是垂直于造纸机运行的方向，纤维交织较少，耐折度通常低于纵向。检测时通常需要分别测试并报告这两个方向的数据，以全面评估纸张的力学性能。
问题四：MIT耐折度仪和肖伯尔耐折度仪有什么不同？
MIT耐折度仪和肖伯尔耐折度仪在测试原理和应用范围上有所不同。MIT法折叠角度为135°，施加张力可调，适用范围广，尤其适用于较厚的纸板；肖伯尔法折叠角度为180°，适用于较薄的纸张。MIT法对纸张的摩擦作用更明显，而肖伯尔法对纸张的弯曲作用更剧烈。在选择检测方法时，应根据相关产品标准的规定或纸张的厚度进行选择。
问题五：影响纸张耐折度测试结果的因素有哪些？
影响纸张耐折度测试结果的因素众多，主要分为内部因素和外部因素。内部因素包括纤维种类、纤维长度、纤维结合力、填料含量、施胶度以及纸张的含水量等。外部因素主要指测试条件，如测试环境的温湿度、施加的张力大小、折叠速度、折叠角度以及试样制备的质量。其中，湿度的波动对纸张耐折度影响尤为显著，因此必须在标准温湿度环境下进行测试。
问题六：为什么钞票纸对耐折度要求特别高？
钞票纸对耐折度要求特别高是由其特殊的使用环境决定的。货币在流通使用过程中，会经受无数次的折叠、揉搓、磨损等机械作用，还要承受汗液、潮湿等环境考验。为了防止钞票在使用过程中断裂、破碎，影响流通寿命和防伪特征，钞票纸必须具备极高的柔韧性和耐疲劳强度。因此，钞票纸通常选用长纤维棉浆，并通过特殊工艺处理，以确保其耐折度达到数千次甚至上万次。
