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概述

無紡布撕裂強度檢測儀，又名埃萊門多夫（Elmendorf）撕裂度儀或落錘式撕裂儀，是一種依據(jù)沖擊擺錘法原理專門用于測定無紡布等柔性片狀材料抗撕裂性能的精密檢測設(shè)備。作為評價非織造布耐用性和韌性的核心指標(biāo)，撕裂強度直接關(guān)系到無紡布產(chǎn)品在實際使用中抵抗裂口擴展的能力。

該設(shè)備基于能量守恒與轉(zhuǎn)換原理，將擺錘提升至規(guī)定高度（初始撕裂角為27.5°±0.5°），使其貯存固定的勢能。將按規(guī)定尺寸裁剪并預(yù)切標(biāo)準(zhǔn)切口（切口長度20±0.5mm）的無紡布試樣夾持于固定夾具與可動夾具之間。釋放擺錘后，其下擺產(chǎn)生的動能作用于試樣，將切口繼續(xù)撕裂擴展至規(guī)定距離（撕裂距離43±0.5mm），由控制系統(tǒng)計算出撕裂試樣時消耗的能量，從而得到撕裂試樣所需要的力。撕裂強度以毫牛頓（mN）或牛頓（N）表示，撕裂強度值越高，表明無紡布抵抗撕裂的能力越強。

無紡布撕裂強度檢測儀廣泛應(yīng)用于無紡布生產(chǎn)企業(yè)、質(zhì)檢機構(gòu)及科研院所，為其質(zhì)量控制、產(chǎn)品研發(fā)及性能評估提供科學(xué)依據(jù)。

適用樣品

該設(shè)備適用于多種非織造布及其他柔性片狀材料的耐撕裂性能檢測，主要包括以下領(lǐng)域：

• 醫(yī)用無紡布：適用于最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料（如滅菌包裹材料、可密封組合袋及蓋材等）的撕裂強度檢測，包括非織造布材料的內(nèi)在撕裂度檢測。依據(jù)YY/T 0698.2-2022及YY/T 0698.10-2009標(biāo)準(zhǔn)，上述材料需進行撕裂強度檢測，要求材料具有足夠的抗撕裂強度，以保障滅菌過程的完整性和臨床使用的安全性。

• 衛(wèi)生用無紡布：適用于一次性衛(wèi)生用品（如醫(yī)用口罩、手術(shù)衣、隔離服）等各類衛(wèi)生用無紡布的抗撕裂性能評估。

• 工業(yè)用無紡布：適用于土工布、過濾材料等工業(yè)用非織造布的撕裂強度測定。

• 其他柔性材料：適用于塑料薄膜、薄片、紙張、紙板、紡織品和編織材料等各類柔性片狀材料的耐撕裂性能檢測。

測試原理

無紡布撕裂強度檢測儀基于埃萊門多夫撕裂法（亦稱埃爾門多夫法）原理進行設(shè)計，該方法已在造紙及包裝行業(yè)應(yīng)用數(shù)十年，通過測量材料內(nèi)部阻止初始切口繼續(xù)擴展的力量，快速確定材料的動態(tài)撕裂阻力。其核心原理是將擺錘提升一定高度，使其具備一定的勢能；當(dāng)擺錘自由下擺時，利用其自身貯存的能量將試樣撕裂；由控制系統(tǒng)計算出撕裂試樣時消耗的能量，從而得到撕裂試樣所需要的力。

具體而言，試驗機的主要部件包括基架和擺錘，擺錘在摩擦力很小的軸承上支撐著，使其能圍繞水平軸自由擺動。將規(guī)定尺寸的無紡布試樣夾持在擺錘與固定夾具之間，并預(yù)先切一規(guī)定長度的切口。釋放擺錘后，其下擺產(chǎn)生的動能作用于試樣，將切口繼續(xù)撕裂擴展至規(guī)定距離。工作結(jié)束時，擺錘的剩余能量對應(yīng)于刻度盤上的讀數(shù)或數(shù)字顯示，直接指示撕裂試樣所做的功。

測試標(biāo)準(zhǔn)

無紡布撕裂強度檢測儀的設(shè)計與測試方法嚴(yán)格遵循以下國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)：

中國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）

• GB/T 3917.1-2009《紡織品 織物撕破性能 第1部分：沖擊擺錘法撕破強力的測定》：于2009年3月19日發(fā)布，2010年1月1日實施，等同采用ISO 13937-1:2000國際標(biāo)準(zhǔn)。本部分規(guī)定了采用沖擊擺錘法測定織物撕破強力的方法，通過突然施加一定大小的力測量從織物上切口單縫隙撕裂到規(guī)定長度所需要的力。本部分主要適用于機織物，也可適用于其他技術(shù)生產(chǎn)的織物，如非織造布；但不適用于針織物、機織彈性織物以及有可能產(chǎn)生撕裂轉(zhuǎn)移的稀疏織物和具有較高各向異性的織物。

• GB/T 16578.2-2009《塑料 薄膜和薄片 耐撕裂性能的測定 第2部分：埃萊門多夫（Elmendor）法》：適用于柔軟的塑料薄膜和薄片的耐撕裂性能測定，可作為無紡布撕裂強度測試的方法參考。

醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YY/T）

• YY/T 0698.2-2022《最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料 第2部分：滅菌包裹材料 要求和試驗方法》：適用于最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料中滅菌包裹材料的撕裂強度檢測，包括非織造布材料的內(nèi)在撕裂度檢測。

• YY/T 0698.10-2009《最終滅菌醫(yī)療器械包裝材料 第10部分：可密封組合袋、卷材和蓋材生產(chǎn)用涂膠聚烯烴非織造布材料 要求和試驗方法》：涉及涂膠聚烯烴非織造布材料的撕裂度檢測，要求按GB/T 455試驗。

美國標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）

• ASTM D1424-21《用落擺（埃爾門多夫型）裝置測定織物撕裂強度的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》：美國材料與試驗協(xié)會發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)采用埃萊門多夫（Elmendorf）擺錘法，通過測量試樣撕裂時所消耗的能量來評估材料的抗撕裂能力。本試驗方法適用于大多數(shù)織物，包括無紡布。

• ASTM D1922-23《用擺錘法測定塑料薄膜和薄板抗擴展撕裂性的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》：使用Elmendorf型撕裂測試儀測定撕裂開始后通過指定長度的塑料薄膜或非剛性片材傳播撕裂的平均力。

• ASTM D2582《無紡布的撕裂強力測試》：專門適用于無紡布的撕裂強力測試標(biāo)準(zhǔn)。

國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）

• ISO 13937-1:2000《紡織品 織物撕破性能 第1部分：沖擊擺錘法撕破強力的測定》：國際標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 3917.1-2009等同采用該標(biāo)準(zhǔn)。

• ISO 1974:2022《紙張 撕裂度的測定（埃爾門多夫法）》：規(guī)定了用埃爾門多夫法測定紙張撕裂度的試驗方法。

• ISO 6383-2:1983《塑料 薄膜和薄片 耐撕裂性能的測定 第2部分：埃萊門多夫法》：適用于塑料薄膜和薄片的耐撕裂性測定。

國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（TAPPI）

• TAPPI T414 om-17《紙張內(nèi)部抗撕裂性（埃爾門多夫型法）》：測量使用埃爾門多夫型撕裂測試儀撕裂多層紙穿過指定距離所需的垂直于紙平面的力。

輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QB/T）

• QB/T 1130-1991《塑料直角撕裂性能試驗方法》：適用于塑料薄膜的直角撕裂性能試驗，可作為無紡布撕裂強度測試的方法參考。

儀器特征

無紡布撕裂強度檢測儀普遍具備以下技術(shù)特征：

高精度測控系統(tǒng)：采用PLC（可編程邏輯控制器）工業(yè)控制系統(tǒng)，配合高精度傳感器與電子測量單元，自動化電子式測量確保測試的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。測試精度優(yōu)于0.5%，測試誤差控制在±0.2%以內(nèi)。分辨率達1mN，支持mN和gf單位切換。

智能化操作平臺：配備7英寸HMI人機界面觸摸屏，菜單顯示，操作直觀、簡便。所有測試參數(shù)（擺錘選擇、試樣尺寸、測試次數(shù)等）在一個圖形化菜單中集中設(shè)置，降低誤操作風(fēng)險。具備數(shù)字水平調(diào)整輔助功能，可確保儀器始終處于最佳的測試狀態(tài)。

自動化輔助裝置：配備氣動夾持系統(tǒng)與擺錘自動釋放裝置，試樣夾持、擺錘釋放均采用氣動方式，有效避免了因人為因素引起的系統(tǒng)誤差。氣源壓力通常要求0.6MPa。

多容量擺錘可選：提供200gf、400gf、800gf、1600gf、3200gf、6400gf等多種規(guī)格的擺錘，用戶可根據(jù)無紡布材料特性與檢測標(biāo)準(zhǔn)選配其一。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計與輸出：系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計與存儲功能，內(nèi)置微型打印機，方便快捷輸出測試結(jié)果。實驗結(jié)果支持多種單位顯示，可自動計算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計參數(shù)。配備標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口，方便系統(tǒng)的外部接入和數(shù)據(jù)傳輸。

精密測量機構(gòu)：擺錘繞滾珠軸承或其他基本無摩擦的軸承作自由擺動?？蓜訆A具與固定夾具準(zhǔn)確對齊，每個夾具具有規(guī)定的夾持面尺寸。

安全保護機制：配置限位保護與過載保護裝置，配備安全插銷、防護罩及緊急停止按鈕，防止擺錘意外釋放造成傷害，確保測試過程安全可靠。

規(guī)格參數(shù)

• 擺體容量：200gf、400gf、800gf、1600gf、3200gf、6400gf（選其一）

• 測試精度：優(yōu)于0.5%

• 測試誤差：±0.2%

• 撕裂力臂：104±1 mm

• 撕裂初始角：27.5±0.5°

• 撕裂距離：43±0.5 mm

• 切口長度：20±0.5 mm

• 分辨率：1 mN

• 試樣夾持：氣動

• 擺體釋放：氣動

• 氣源壓力：0.6 MPa（需自備氣源）

• 氣源接口：Φ4 mm或Φ6 mm聚氨酯管

• 工作電源：AC 220V 50Hz

使用方法

1. 試樣制備

按規(guī)定尺寸裁剪無紡布試樣（矩形試樣通常為63mm×100mm），試樣應(yīng)按縱橫向分別切取，確保所取試樣沒有折痕、皺紋或其他明顯缺陷。使用標(biāo)準(zhǔn)切口刀在試樣中心位置預(yù)切規(guī)定長度的切口（20±0.5mm），該切口應(yīng)光滑無刻痕。每個樣品應(yīng)至少制備5個測試樣塊，每個方向至少測試5次有效試驗。

2. 測試前準(zhǔn)備

將儀器置于水平、穩(wěn)固的工作臺面上。檢查擺錘、夾具及試樣切口刀是否完好，傳感器無松動，校準(zhǔn)證書在有效期內(nèi)。接通電源并進行預(yù)熱，使系統(tǒng)穩(wěn)定。觀察儀器底座的水平泡，調(diào)節(jié)地腳螺絲使儀器處于水平狀態(tài)。

3. 擺錘選擇與參數(shù)設(shè)置

根據(jù)無紡布試樣的撕裂力大小選擇合適容量的擺錘，應(yīng)使測定讀數(shù)在滿刻度值的20%～80%范圍內(nèi)。在觸摸屏上選擇對應(yīng)的測試模式與擺錘容量，輸入樣品編號及測試組數(shù)等參數(shù)。

4. 試樣安裝

開啟氣動夾具，將試樣平展地放置在夾鉗內(nèi)，確保上下夾口夾緊均勻，兩夾具準(zhǔn)確對齊。對于無紡布材料，應(yīng)注意試樣的方向性識別，確保測試結(jié)果的方向性明確。

5. 執(zhí)行測試

按下啟動按鈕，擺錘自動釋放。儀器實時采集數(shù)據(jù)并計算撕裂力值。當(dāng)擺向回擺時，用手輕輕地抓住它且不妨礙指針位置，讀取指針讀數(shù)或數(shù)字顯示值。測試完成后，數(shù)據(jù)自動存儲，可通過內(nèi)置打印機輸出測試報告。

6. 結(jié)果處理

每組試樣至少測試5次，取平均值作為最終結(jié)果。記錄測試條件、樣品信息及測試數(shù)據(jù)，判定是否滿足產(chǎn)品對應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

維護保養(yǎng)

日常清潔：每次測試后，應(yīng)清理擺錘、軸承及夾具上的灰塵與碎屑，保持儀器清潔。使用無塵布清潔夾持器、擺錘及儀器臺面，清除碎屑。切口刀片應(yīng)經(jīng)常保持清潔，長期不用時應(yīng)涂上防銹油。

潤滑維護：定期在擺錘的轉(zhuǎn)動軸承處加注儀表油或鐘表油，確保軸承轉(zhuǎn)動靈活，保持基本無摩擦狀態(tài)。心軸指針滑套處應(yīng)定期加油，但指針與指針擋板不得有油脂。

擺錘維護：扇形擺錘任何部位不允許碰撞和修銼。不使用時，應(yīng)將擺錘歸位至初始位置，避免擺錘長期懸掛受力。

防塵管理：非試驗時間，需用防塵布覆蓋整個儀器，避免落塵影響精度。長期不用時應(yīng)加蓋防塵罩，并每季度通電空載運行一次，防止部件老化。

環(huán)境管理：儀器應(yīng)置于清潔、干燥、無振動、防強磁的環(huán)境中，避免陽光直射和溫度劇烈波動。建議環(huán)境溫度控制在10-30℃，相對濕度≤70%。

定期檢查：使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼進行期間核查，確保力值測量的準(zhǔn)確性。定期檢查傳動部件潤滑情況，添加專用潤滑油。

校準(zhǔn)方法與周期

環(huán)境要求：校準(zhǔn)驗證需在溫度23℃±2℃、相對濕度50%±5%的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下進行。儀器需放置于水平穩(wěn)固的工作臺，周圍無明顯振動、氣流干擾。

水平校準(zhǔn)：擺錘靜止時，觀察擺上的標(biāo)記應(yīng)與底板上的標(biāo)記重合；若不重合，通過底座調(diào)節(jié)螺絲進行調(diào)整。用水平泡檢查儀器的水平并調(diào)節(jié)。

擺錘平衡檢查：將撕裂度測定儀調(diào)好水平后，不夾試樣空擺一次，觀察指針是否指零。若不指零，使用移動指針停止器調(diào)節(jié)。

擺的摩擦檢查：在擺的停止器上由接觸擺的邊緣向右25mm處做一參考記號，將扇形擺置于起始位置?？諗[狀態(tài)下，輕擺不少于25次，標(biāo)準(zhǔn)擺不少于35次。

力值精度校準(zhǔn)：根據(jù)儀器量程，將標(biāo)準(zhǔn)砝碼掛在擺錘指定力矩點，依次測試不同量程下儀器顯示的力值與標(biāo)準(zhǔn)砝碼換算值的偏差，偏差需≤±1%。完成力值校準(zhǔn)后，進行零點校準(zhǔn)。

校準(zhǔn)依據(jù)：依據(jù)JJF 1553-2015《擺錘式撕裂度儀校準(zhǔn)規(guī)范》，該規(guī)范由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局于2015年12月7日發(fā)布，2016年3月7日實施，適用于勢能法擺錘式撕裂度儀的校準(zhǔn)。

校準(zhǔn)周期：建議檢定周期一般為12個月。實際校準(zhǔn)周期可根據(jù)使用頻率、環(huán)境條件、儀器穩(wěn)定性等因素適當(dāng)調(diào)整。儀器經(jīng)過維修、更換刀具、搬動位置或改變擺重后，必須進行重新校準(zhǔn)。在設(shè)備檢驗周期內(nèi)，建議配合定期期間核查（如每月使用標(biāo)準(zhǔn)撕裂力砝碼進行快速驗證），以確認(rèn)儀器的持續(xù)準(zhǔn)確性。

常見故障與排除方法

故障一：擺錘回零不準(zhǔn)或指針漂移。

• 排除：檢查軸承是否缺油或污損，應(yīng)加注鐘表油清洗軸承；檢查指針緊固螺絲是否松動；調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié)螺絲。

故障二：夾持試樣時滑脫。

• 排除：檢查氣動夾具氣壓是否充足（需≥0.6MPa）；清潔并檢查夾持面，更換老化密封圈；確保兩夾具準(zhǔn)確對齊且夾緊均勻。

故障三：測試結(jié)果重復(fù)性差。

• 排除：檢查試樣制備是否標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、溫濕處理等）；檢查刀具是否鋒利，確保試樣切口光滑無刻痕；檢查擺錘是否處于自由懸掛狀態(tài)；檢查儀器是否在校準(zhǔn)有效期內(nèi)。

故障四：撕裂過程中試樣沿傾斜方向撕裂。

• 排除：當(dāng)發(fā)生此情況時，檢查試樣的取向是否與撕裂方向一致。對于高定向材料，可考慮使用仲裁試樣替代矩形試樣以提高重復(fù)性。

故障五：測試結(jié)果超出儀器量程或低于滿量程20%。

• 排除：檢查所選的擺錘容量是否合適，必要時更換合適量程的擺錘。

故障六：觸摸屏失靈或系統(tǒng)無法啟動。

• 排除：檢查電源電壓是否穩(wěn)定，檢查內(nèi)部保險管是否熔斷。設(shè)備故障時先切斷電源，聯(lián)系廠家技術(shù)支持。

重要提示：以上內(nèi)容基于通用技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在實際應(yīng)用中，應(yīng)嚴(yán)格遵守GB/T 3917.1-2009、ASTM D1424、YY/T 0698.2-2022、ISO 13937-1等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的最新版本規(guī)定，并建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程。試樣的溫濕處理是影響撕裂度測定結(jié)果的關(guān)鍵因素，應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行。擺錘容量的選擇應(yīng)根據(jù)無紡布試樣撕裂力大小確定，確保讀數(shù)在滿量程的20%～80%范圍內(nèi)，避免超量程使用損壞傳感器。所有測試儀器需處于有效的校準(zhǔn)狀態(tài)，并由經(jīng)過培訓(xùn)的人員操作。測試結(jié)果的判定需嚴(yán)格依據(jù)產(chǎn)品對應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。