Методы и средства определения таких характеристик бумаги как вес 1 м2 бумаги, сопротивление раздиранию в продольном направлении, сопротивление продавливанию и влажность

Масса квадратного метра бумаги связана с ее толщиной, так как чем толще бумага, тем она тяжелее (при условии равной плотности). Кроме того, она является показателем, который используется при расчетах расхода бумаги в зависимости от объема и тиража издания. По массе квадратного метра можно также рассчитать длину бумаги в рулоне и количество печатных листов, которые могут быть с него отпечатаны.

Масса квадратного метра определяется взвешиванием образца бумаги и пересчетом затем массы на площадь листа в один квадратный метр. Практически для этого используются специальные квадрантные весы на которых должен взвешиваться образец бумаги площадью в 0,1м?.

Для определения массы продукции площадью 1м? из каждого из десяти произвольно отобранных листов пробы вырезают по одному образцу размером (200,0±0,5)х(250,0±0,5)мм.

Допускается до определения массы целлюлозы площадью 1м? из каждого из десяти произвольно отобранных листов пробы вырезать по одному образцу размером (250,0±0,5)х(250,0±0,5)мм.

Для определения массы бумаги площадью 1м? в бобинах шириной менее 250 мм вырезают из разных мест образцы прямоугольной формы общей площадью не менее 500см?.

Образцы должны быть без складок, вмятин, морщин и других повреждений.

Образцы перед взвешиванием кондиционируют по ГОСТ 13523 при относительной влажности воздуха, температуре и в течение времени, указанных в нормативно-технической документации на продукцию.

Допускается не кондиционировать образцы целлюлозы, если влажность их соответствует установленной норме в нормативно-технической документации на конкретный вид продукции.

Каждый образец взвешивают по одному на лабораторных весах общего назначения, квадрантных весах или специальных взвешивающих устройствах. Массу продукции (волокнистых полуфабрикатов, бумаги и картона) площадью 1м? в граммах вычисляют для каждого взвешенного образца по формуле

Сопротивление раздиранию - среднее значение усилия, необходимого для раздирания предварительно нарезанного образца бумаги (волокнистого полуфабриката, картона) выраженное в миллиньютонах (мН).

Если предварительный надрез на образце сделан в машинном направлении, то в результате получают сопротивление раздиранию в этом направлении.

Если предварительный надрез сделан в поперечном направлении, то в результате получают сопротивление раздиранию в этом направлении.

Сущность метода определения сопротивления раздиранию заключается в определении усилия, необходимого для раздирания определенной длины предварительно нарезанного испытуемого образца, состоящего из наложенных друг на друга четырех образцов, с помощью маятника, который создает это усилие при перемещении перпендикулярно к плоскости испытуемого образца. Работа, совершаемая при раздирании испытуемого образца, измеряется потерей потенциальной энергии маятника.

Среднее значение усилия раздирания (среднее арифметическое показаний - отношение проделанной работы к общей длине разрыва испытуемых образцов) указывается стрелкой или индуцируется на цифровом индикаторе приборов. Сопротивление раздиранию вычисляют, исходя из среднего значения усилия раздирания и количества образцов.

Для проведения подобных испытаний применяются прибор типа прибора Эльмендорфа.

Листы пробы кондиционируют. Условия и продолжительность кондиционирования - по нормативным документам на продукцию.

Подготовку образцов целлюлозы для испытаний проводят в тех же условиях, что и кондиционирование проб. Из десяти отобранных листов для испытаний вырезают по 4 образца прямоугольной формы или иное количество, необходимое для одновременного раздирания, указанное в НД на продукцию.

Образцы вырезают длиной от (50,0±2,0)мм до (76,0±2,0)мм в зависимости от конструкции зажимов прибора при условии соблюдения надрезной части образцов (43,0±0,5)мм.

Для нарезания образцов вместе с прибором поставляется специальный нож.

Количество образцов должно быть достаточным для проведения не менее 10 испытаний в машинном и не менее 10 в поперечном направлениях (т.е. для каждого направления вырезают не менее 40 образцов).

Образцы бумаги (картона) вырезают на расстоянии не менее 15мм от края листа. Образцы не должны иметь складок, морщин или других видимых дефектов. Водяные знаки должны быть отмечены в протоколе испытания.

Отмечают в отобранных листах пробы верхнюю и сеточною стороны м складывают верхней стороной вверх.

Образцы вырезают по одному или сразу по 4. Края образцов не должны слипаться.

Для испытания бумаги (картона) образцы вырезают в машинном и поперечном направлениях или в одном, в зависимости от указаний в НД на продукцию.

Испытания должны проводиться в тех же условиях, что и кондиционирование проб.

Испытанию одновременно подвергают 4 образца. Допускается испытывать другое количество образцов в зависимости от указаний в НД на продукцию.

Проводят 10 определений для каждого направления.

Для полуфабрикатов проводят 5 определений.

Перед испытанием прибор необходимо настроить и проверить. При необходимости следует провести калибровку прибора. Подбирают маятник или маятник с проверочными гирями так, чтобы средние показания находились в пределах от 20% до 80% шкалы прибора. Значение показаний, снимаемых за указанными пределами шкалы маятника, должны быть отмечены в протоколе испытания.

Регулируют упор прибора так, чтобы при отпускании маятника без образцов стрелка устанавливались в нулевое положение.

Устанавливают маятник и стрелку прибора в исходное положение, при котором зажимы находятся в одной плоскости, маятник упирается в край тормозной пружины, стрелка касается упора.

Образцы вставляются в зажимы до упора верхней стороной влево, закрепляют их и надрезают с помощью ножа.

При предварительно сделанном надрезе на образцах их располагают по центру между зажимом на стойке и зажимом на маятнике прибора.

Резким нажатием на тормоз освобождают маятник, с помощью которого происходит раздирание образцов. При обратном ходе маятника в момент приближения его к исходному положению отпускают тормоз.

Проводят отсчет по шкале показаний, зафиксированных стрелкой.

В приборах с Цифровым отсчетом показаний освобождение и остановка маятника должны проводиться в соответствии с инструкцией к прибору.

Возвращают маятник и стрелку в исходное положение. Вынимают испытанные образцы. Испытанию подвергают остальные образцы, располагая их так, чтобы верхняя сторона была попеременно направлена то к маятнику, то от него.

Если направление линии раздирания на одном или двух образцах отклоняется от направления линии надреза более чем на 10 мм, то полученный результат не учитывают и испытания повторяют.

Если при повторных испытаниях на двух или более испытуемых образцах направление линии раздирания отклоняется от направления линии надреза более чем на 10 мм, то результат учитывают и указывают в протоколе испытаний.

Если результаты испытаний бумаги или картона на испытуемых образцах, состоящих из четырех образцов бумаги или картона, неудовлетворительные, го испытание можно проводить с большим или меньшим количеством образцов. Количество испытуемых образцов, неравное четырем, должно быть указано в протоколе испытаний.

Определяемое значение сопротивления раздиранию зависит от Количества образцов бумаги или картона. разрываемых одновременно. Для некоторых видов бумаги расхождения в значениях определяемого сопротивления раздиранию одного образца и четырех образцов превышаю) 20 %. При сравнении результатов испытаний на четырех образцах и на двух или более (до 16» образцах расхождения в значениях значительны, но не превышают 20.

При скручивании образцов необходимо их отогнуть около зажимов в сторону маятника. Недопустимо изменение влагосодержания на испытуемом участке образца.

Сопротивление раздиранию (абсолютное сопротивление раздиранию) F. мН. вычисляют по формуле

где F - среднеарифметическое показаний по шкале, мН:

P - количество раздираемых одновременно образцов, на которое откалибрована шкала маятника для прямого отсчета сопротивления раздиранию, мН (это количество равно 4,8, 16 или 32);

n - количество одновременно раздираемых образцов (обычно 4).

Индекс сопротивления раздиранию Х, мН м?/г, вычисляется по формуле

где g? - масса испытуемого материала 1м?.

Относительное сопротивление раздиранию F, м Н, приведенное к массе бумаги площадью 1м? 100г, вычисляют по формуле

F отн =F100/g

При испытаниях 12 видов бумаги по данному методу сходимость результатов - около 3,5%, а воспроизводимость - 18%.

Относительная погрешность результатов испытаний ±7% при доверительной вероятности 0,95.

В протокол испытаний должны быть включены следующие данные:

Дата и место проведения испытаний;

Характеристика испытуемого образца;

Направление нарезания образцов;

Количество испытаний, если число их превышает 10;

Снимаемые показания со шкалы прибора и результаты испытаний, записанные до трех значащих цифр;

Коэффициент вариации результатов;

Сведения о применяемом приборе и цена деления шкалы маятника;

Количество одновременно испытуемых образцов;

Любое отклонение от требований стандарта, которое влияет на результат испытания;

Любое отклонение от линии надреза при раздирании образца;

Масса 1м? испытуемого материала или другой показатель, с помощью которого можно интерпретировать результаты испытания.

Для проведения испытания должен применяться прибор (рис.4), состоящий из маятника со шкалой и фрикционной стрелкой, смонтированного на стояке так, что он может свободно колебаться относительно горизонтальной оси; двух зажимов для закрепления испытуемого образца, один из которых закреплен на стойке, а другой - на маятнике.

бумага потребительское свойство

Рис.4. Прибор для определения усилия раздирания по методу Эльмендорфа.

Сопротивление продавливанию

Метод заключается в создании плавно нарастающего гидравлического давления, действующего через резиновую диафрагму на поверхность одной стороны зажатого по кольцу образца, и определении значения давления, при котором образец разрушается.

Для испытания должен применяться гидравлический прибор с электроприводом, отвечающий требованиям, указанным на чертеже и в табл. 1 и 2.

Диафрагма, передающая давление на испытуемый образец, должна быть изготовлена из эластичной резины, способной равномерно восстанавливаться после деформации в условиях многократных нагрузок. Материал и форма диафрагмы должны обеспечивать размеры стрелы выпучивания, указанные в табл. 2.

Зажимающее устройство в соответствии с чертежом и табл. 1 должно обеспечивать надежное и равномерное закрепление испытуемого образца без повреждения и полностью исключать его скольжение во время испытания.

Зажимающие поверхности прижимных колец должны быть плоскими и параллельными между собой и иметь спиральные или концентрические канавки К-образного сечения, как указано на чертеже.

Усилие прижима должно соответствовать значениям, указанным в табл. 2. Для гофрированного картона усилие прижима должно быть таким, чтобы образец не скользил и гладкие слои не деформировались.

Для измерения давления в системе прижима должны применяться манометры по ГОСТ 2405.

На приборе типа Г1ГБ для испытания полуфабрикатов и бумаги давление в системе прижима должно быть не менее 2000 кПа, на приборе типа ППС для испытания картона -- не менее 3200 кПа.

Манометры, фиксирующие давление. при котором происходит разрушение образца, должны соответствовать требованиям ГОСТ 2405, класс точности 0,6. и должны быть снабжены контрольными стрелками.

Цена деления шкалы манометров для тонких бумаг должна быть не более 10 кПа.

Гидравлическая система прибора должна быть заполнена дистиллированным глицерином по ГОСТ 6824.

Скорость подачи жидкости под диафрагму должна быть равномерной и соответствовать приведенной в табл. 2.

Пузырьки воздуха в гидравлической системе не допускаются.

Автоматическое устройство должно прекращать подачу жидкости в момент разрыва образна.

Для испытания полуфабрикатов изготовляют по пять отливок: для древесной массы -- по ГОСТ 16296. для целлюлозы -- по ГОСТ 14363.4. На каждой отливке намечают два места для испытания.

От листов пробы бумаги и картона произвольно отбирают 10 листов для испытания и из каждого вырезают по два образца, делая пометку на одной и той же стороне всех образцов. Размеры образца должны быть такими, чтобы он перекрывал всю поверхность прижимного кольца.

Образцы должны быть без морщин и повреждений, по возможности без водяных знаков.

Образцы подвергают кондиционированию по ГОСТ 13523. Относительная влажность, температура и время кондиционирования должны быть указаны в стандартах на конкретную продукцию.

Испытания проводят в тех же атмосферных условиях, при которых проводили кондиционирование образцов.

Образец помешают на нижнее прижимное кольцо прибора так, чтобы перекрывалась вся поверхность кольца. Закрепляют образец в прижимном устройстве испытуемой стороной вниз и постепенно повышают гидравлическое давление до разрушения образца.

Отсчет показаний манометра проводят с точностью до 1 деления шкалы. Измеряемая величина должна находиться в пределах от 25 до 75 % максимального значения шкалы, но не выходя за пределы от 15 до 85 % полной градуировки.

Проводят по пять определений на каждой стороне для волокнистых полуфабрикатов и по десять определений на каждой стороне для бумаги и картона.

При наличии соответствующих указаний в стандартах на конкретную продукцию проводят односторонние испытания десяти образцов.

Бумагу с низким значением сопротивления продавливанию испытывают в виде стопы из нескольких образцов, при условии, что сопротивление продавливанию стопы должно составлять не менее 70 кПа. Все образцы в стопе должны быть ориентированы параллельно и положены одной и той же стороной вверх: полученное значение сопротивления продавливанию следует делить на количество образцов.

Абсолютное сопротивление продавливанию Р, кПа, вычисляют по формуле

где S p -- сумма показаний манометра для всех испытаний кПа;

n -- количество выполненных испытаний;

Индекс продавливания X, кПа/г, вычисляют по формуле

За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов всех испытаний для обеих сторон, либо отдельно для каждой стороны, в зависимости от указаний в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

Результаты испытания округляют до трех значащих цифр.

Относительная погрешность определения сопротивления продавливанию не превышает ±9 % при доверительной вероятности 0.95.

Определение влажности

Метод применяется для влажных или воздушно-сухих образцов целлюлозы, которые не содержат каких-либо веществ, кроме воды, улетучивающихся при установленной температуре сушки. Метод используется для образцов, отобранных для проведения химических и физических анализов в лабораторных условиях, когда одновременно требуется определить и содержание сухого вещества

Метод не применяется для определения сухого вещества в суспензии целлюлозы или для определения товарной массы партии.

Метод может применяться для определения содержания сухого вещества (влажности) в других видах волокнистых полуфабрикатов для проведения физико-химических испытаний, а также для определения влажности волокнистого полуфабриката партии.

Влажность образца волокнистого полуфабриката - отношение массы воды, рассчитанной как разность между массой образца до высушивания и его массой после высушивания при определенных условиях, к массе образца до высушивания. Влажность выражается в процентах.

Оборудование

Обычное лабораторное оборудование:

Сосуды для взвешивания образцов водопаронепроницаемые, с притертыми пробками.

Сушильный шкаф обеспечивающий температуру (105 ±2) °С, имеющий вентиляцию.

Весы с погрешностью взвешивания не более 0,001 г.

Эксикатор.

Подготовка образца

Образец целлюлозы разрезают или разрывают на кусочки определенного размера в соответствии с методом испытания, для которого выполняют определение содержания сухого вещества.

При транспортировании образцов целлюлозы следует принять меры предосторожности во избежание изменения их влажности. Образцы, которые сохранялись в герметически закрывающихся банках или полиэтиленовых пакетах, быстро разрывают и взвешивают, чтобы сократить до минимума изменение содержания влаги.

Методика испытания

Около 10 г целлюлозы взвешивают с точностью до третьего десятичного знака в закрытом, предварительно высушенном и взвешенном сосуде. Допускается уменьшение навески до 2 г. Затем открывают сосуд и помещают его с испытуемым образцом и крышкой в сушильный шкаф при температуре (105±2)°С на время. необходимое для достижения постоянной массы. Считают. что образец достиг постоянной массы, если различие между результатами двух последующих взвешиваний не превышает 0,1% исходной массы испытуемого образца. Время сушки между двумя последующими взвешиваниями должно составлять не более половины минимального времени первоначальной сушки.

По окончании сушки сосуд с испытуемым образцом закрывают крышкой и охлаждают в эксикаторе в течение 45 мин или другого времени, необходимого для достижения комнатной температуры. Контролируют температуру термометром, помещенным в эксикатор.

После охлаждения уравновешивают давление воздуха внутри и снаружи сосуда, быстро приоткрыв и закрыв крышку. Затем сосуд с содержимым взвешивают.

Выполняют два параллельных определения или более, если это указало в методе, для которого определяют содержание сухого вещества.

Для определения влажности волокнистого полуфабриката партии всю отобранную среднюю пробу взвешивают с точностью до второго десятичного знака и помещают в сушильный шкаф. Испытания проводят, как указано выше

Метод высушивания в сушильном шкафу применяется также при возникновении разногласий между изготовителем и потребителем.

Выражение результатов

где m1-- масса образца до высушивания, г; m2-- масса образца после высушивания, г.

За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое всех параллельных определений сухого вещества, округленное до первого десятичного знака.

Расхождение между параллельными определениями не должно превышать 0.1 %.

Влажность волокнистого полуфабриката партии (W), выраженную а процентах по массе, рассчитывают по формуле

где m -- масса пробы до высушивания, г; m1--масса пробы после высушивания, г.

Результат округляют с точностью до первого десятичного знака.

Протокол испытания

Протокол испытания должен включать следующие данные:

б) всю информацию, необходимую для полной идентификации образца;

в) результаты, выряженные в процентах;

г) все необычные явления, наблюдаемые в процессе испытания;

д) любые операции, не установленные в настоящем стандарте или считающиеся необязательными, но которые могут повлиять на результат.

Экспресс-методы определения содержания сухого вещества или влажности

Методы основаны на высушивании подготовленной пробы волокнистого полуфабриката до постоянной массы. Считают, что образец достиг постоянной массы, если различие между результатами двух последующих взвешиваний не превышает 0.1% исходной массы испытуемого образца.

Высушивание образцов лампой инфракрасного излучения.

Отбор проб и подготовка к испытанию

Для проведения испытаний применяют оборудование, указанное ранее, кроме сушильного шкафа, прибор дли ускоренной сушки бумаги типа УСБ-М с лампой инфракрасного излучения мощностью 500 Вт. Обеспечивающей температуру (100--130) ?С; автотрансформатор лабораторный, очки защитные темные, пинцет.

Взвешивают 2--10 г испытуемого образца с точностью до третьего десятичного знака в закрытом, предварительно высушенном и изношенном сосуде. Открывают сосуд и помешают его с испытуемым образцом и крышкой под лампу инфракрасного излучения на подставку, установленную на расстоянии 9-10 см от лампы. Время высушивания до постоянной массы зависит от первоначальной влажности образца и устанавливается опытным путем.

По окончании сушки сосуд, не вынося из-под лампы, закрывают крышкой, помешают в эксикатор, охлаждают до температуры окружающей среды, взвешивают с точностью до третьего десятичного знака. Повторную сушку, для проверки достижения постоянной массы, проводят в течение 3 мин.

Испытания проводит в темных защитных очках.

Выполняют два параллельных определения или более, если это указано в методе, для которого определяют содержание сухого вещества или влажности.

Расхождение между параллельными определениями не должно превышать 0.2%.

Высушивание образцов электронагревательным прибором.

Метод применяется для определения влажности волокнистого полуфабриката партии.

Для проведения испытаний применяют следующее оборудование:

Весы с погрешностью взвешивания не более 0,01 г.

Электронагревательный прибор с прижимным устройством и автоматическим регулированием температуры в пределах 100-150 ?С.

Из банки или полиэтиленового пакета достают подготовленные образцы, быстро взвешивают с точность до второго десятичного знака, помешают их на предварительно нагретую выпуклую металлическую поверхность прибора, прижимают сеткой и высушивают до постоянной массы. Ориентировочное время высушивания -- 10 мин. По окончания высушивания образцы помещают в эксикатор, охлаждают до температуры окружающей среды, контролируя температуру помещенным в эксикатор термометром, и взвешивают с точностью до второго десятичною знака. Повторную сушку для проверки достижения постоянной массы проходят в течение 3--5 мин.

Испытаниям подлежат все образцы, отобранные для определения содержания сухого вещества или влажности и сохраняющиеся до проведения испытаний в герметически закрывающихся банках или плотно завязанных полиэтиленовых пакетах.

Определения таких характеристик бумаги, как вес 1 м 2 бумаги, сопротивление раздиранию в продольном направлении, сопротивление продавливанию и влажность - это трудные, процессы, требующие подготовленной материальной базы, а так же достаточно высокой квалификации персонала, проводящего исследования. Многократные повторения измерений дают более точные сведения о искомом параметре.

Делись добром;)

Данное издание отпечатано в 5 красок с нанесением ВД лака, на листовой офсетной печатной машине Komori Lithrone S26 LS-626. Так как в представленном издании имеются такие дефекты как: отмарывание...

Проект предприятия печатного производства

Данное издание отпечатано в 4 краски на листовой офсетной печатной машине Komori Lithrone S26 LS-426. Издание относится ко 2 классу точности воспроизведения и требует точного градационного воспроизведения. Линиатура растра 70 см-1...

Проект предприятия печатного производства

Подготовка бумаги к печати представляет собой акклиматизацию и резку под печатный формат. Состояние бумаги - одно из важнейших условий устойчивой работы офсетной печатной машины и достижения наивысшего качества производимой продукции...

Проект предприятия печатного производства

1. Показатели свойств бумаги должны соответствовать нормам. 2. Бумага для печати должна иметь достаточно однородную структуру (плотность, толщина) и сомкнутую гладкую поверхность, хорошо воспринимаемую печатную краску. 3...

Разработка универсального станка для резки, биговки и перфорации бумаги

С развитием современных металлообрабатывающих станков предписание соответствующих инструментов, в общем случае, идет в ногу с этим развитием. Достаточно указать инструменты из твердых сплавов и керамики для токарной обработки...

Разработка установки для переработки отходов слюдопластового производства на слюдяной фабрике

На «Слюдяной фабрике» в Колпино производят слюдяную бумагу из слюды флогопит марок ИФ-14, ИФ-12 ТУ 21-25-41-78. Сырьем для слюдобумаги является слюда-сырец флогопит Ковдорского месторождения марок СФК-25, СФК-10, СФК-4, СФК-4-10 (ТУ 21-25-223-79)...

Расчет основных характеристик газопровода на участке "Александровское-Раскино"

Проверку на прочность трубопровода в продольном направлении следует производить из условия (согласно ): (23) где пр. N - продольное осевое напряжение от расчетных нагрузок и воздействий, МПа; 2 - коэффициент...

Свойства бумаги и особенности ее производства

3. На основании полученных экспериментальных данных, представленных в таблице: - проверьте однородность дисперсий; - проверьте однородность средних значений; - проведите проверку на наличие грубых ошибок. 4. Сделайте выводы...

Теория размола

Из рисунка видно, что в результате процесса размола возрастают силы связи между волокнами, что объясняется увеличением наружной поверхности волокон, главным образом за счет их фибриллирования Фляте. Д.М. Свойства бумаги:Учебное пособие. 5-е изд...

При расчете расходов бумаги необходимо учесть, что бумага поставляется в рулонах, так как выбрана рулонная печатная машина. Для печати были выбраны рулоны бумаги весом 300 кг...

Технические аспекты проектирования печатного издания

Для определения того, сколько обложек помещается в одном рулоне, используется формула (8.6): , (8.6) где Шр - ширина рулона; Шобл - ширина обложки. Количество рулонов обложечной бумаги рассчитано по формуле (8.7): (8.7) где Вобл - высота обложки...

Технологический процесс изготовления мелованной бумаги

Сырье. Рисунок 1. А) Волокна целлюлозы Б) Волокна целлюлозы под микроскопом Основу любой бумаги составляют волокна целлюлозы (рис. 1). Эти волокна могут быть получены из разных источников - древесины, соломы, конопли, риса или из самой же бумаги...

Химическая переработка древесины

Сопротивление разрыву - это усилие, требуемое для разрыва полоски материала. До определенного предела материал демонстрирует упругие и эластичные свойства. В упругой области деформация (удлинение), вызванная приложенной силой (напряжением), пропорциональна этой силе. Эта зависимость известна как закон Гука и может быть выражена следующим образом:

Напряжение (приложенная сила) = Константа х Деформация (изменение размеров)

F=E∆x,

где F- разрушающее, усилие, Е - константа, ∆ х - удлинение.

Константа Е известна как модуль упругости (модуль Юнга).

Бумага и картон демонстрируют упругие свойства до определенного предела (рис. 1.25). Это означает, что если действие силы прекращается, образец восстанавливает свою первоначальную форму, однако выше предела упругости эта зависимость больше не действует, так как материал постепенно деформируется, вплоть до его разрыва.

Технические требования основаны на методах испытаний с фиксированной шириной полоски материала и скоростью изменения нагрузки. При этом сопротивление разрыву регистрируется как сила на единицу ширины. Сопротивление разрыву в продольном направлении выше, чем в поперечном.

Рис. 1.25. Зависимость напряжения от деформации, демонстрирующая упругопластические свойства. Кривая «нагрузка-удлинение»

Прочность бумаги на разрыв может выражаться разрывной длиной - условной расчетной величиной, показывающей, при какой длине висящая полоска бумаги, закрепленная в одной точке, порвется за счет свой собственной массы.

Величина сопротивления разрыву в точке разрыва зависит от скорости изменения нагрузки. При равномерном повышении нагрузки испытания проводятся в режиме статического растяжения, а когда нагрузка прилагается резко в течение очень короткого времени - в режиме динамического растяжения.

Последняя характеристика, определяемая как поглощение энергии растяжения (ПЭР), важна для понимания свойств бумаги, связанных с поведением многослойного бумажного мешка в испытании на сбрасывание. Это испытание является мерой работы (произведение силы и расстояния), необходимой для разрыва образца, и служит характеристикой сопротивления разрыву и относительного удлинения в процентах.

Удлинение при растяжении (разрывное удлинение)

Разрывное удлинение - это максимальное удлинение полосы материала в испытании на разрыв, являющееся мерой эластичности. Выражается она в процентах как увеличение длины образца между зажимами по сравнению с первоначальной длиной. Удлинение в поперечном направлением больше, чем в продольном.

Сопротивление раздиранию

Сопротивление раздиранию (рис. 1.26) - это усилие, необходимое для увеличения разрыва в листе после сделанного в нем надреза. В большинстве случаев необходимо увеличивать сопротивление раздиранию, но в некоторых случаях требуется, что бы материал рвался чисто (например, у отрывных лент для облегчения открывания упаковки и получения доступа к содержимому).

Сопротивление продавливанию

Для испытания на сопротивление продавливанию образец бумаги или картона закрепляют над закрытым эластичной (резиновой) мембраной круглым отверстием и подвергают действию возрастающего давления до тех пор, пока образец не разрывается (рис. 1.27). Это испытание несложно, но в реальных условиях его связь с прочностью довольно сложна. Высокие значения сопротивления продавливанию свидетельствуют о жесткости материала. Как мы уже отмечали в разделе 1.2.6, на этапе подготовки бумажной массы в нее могут быть добавлены мочевино- и меламино-формальдегидные смолы, которые способствуют сохранению значительной доли прочности бумаги как в сухом виде, так и при намокании в ходе дальнейшего использования. Сопротивление продавливанию во влажном состоянии рассчитывается на основе сравнения значений сопротивления продавливанию под действием давления в сухом состоянии и после определенного увлажнения образца. Процентное отношение значений сопротивления продавливанию в мокром и сухом состоянии соответствует степени сохранения прочности в мокром состоянии.

Рис. 1.26. Принцип определения сопротивления раздиранию

Рис.1.27. Принцип определения сопротивления продавливанию

Жесткость

Для печати, сборки упаковки и ее использования большое значение имеет жесткость, которая определяется как сопротивление изгибу, вызываемому приложением внешней силы. Измеряют жесткость путем приложения силы F к свободному концу материала определенного размера (длиной l ), который с другой стороны зажат. Свободный конец при этом отклоняется на фиксированное расстояние или угол 8. Этот метод известен как двухточечный (рис. 1.28) и используется для измерения жесткости при изгибе (по Лоренцену и Вэттру, 5°, Lorentzen and Wettres), сопротивления изгибу (по Лоренцену и Вэттру, 15°) и жесткости (по Таберу, 15°, Taber).

Рис. 1.28. Приложение нагрузки для измерения жесткости при изгибе двухточечным методом

Величина жесткости при изгибе в продольном направлении выше, чем в поперечном, что иногда выражают отношением жесткости в продольном и поперечном направлениях. Это различие является результатом различного ориентирования волокон вследствие применяемого метода производства бумаги и картона. Жесткость связана и с другими важными свойствами, в частности с поведением картонных коробок при испытаниях на сжатие, стойкость к перегибу, сгибаемость и общую ударопрочность. При измерении жесткости при изгибе важно учитывать, что она связана с модулем Юнга (Е) и толщиной материала (t) следующим образом:

Жесткость = Константа (зависящая от материала) × E × t 3 .

Для однородных материалов эта кубическая зависимость имеет место при условии, что не превышен предел упругости. Для бумаги и картона показатель степени несколько ниже 3,0, но все равно довольно значителен (для некоторых типов картона он составляет около 2,5-2,6). Таким образом, можно утверждать, что жесткость существенно зависит от толщины материала, что легко заметить при удвоении толщины - жесткость при этом возрастает в пять раз и более.

Сопротивление сжатию

При рассмотрении сжатия в контексте требований к упаковке мы обычно имеем в виду действие на упаковку (например, на картонные коробки, ящики и бочки) внешних нагрузок при хранении упакованных продуктов, их сбыте и использовании.

При этом необходимо учитывать влияние на сопротивление сжатию различных характеристик конструкции упаковки, разных видов бумаги и картона, их толщины, а также атмосферных условий. Учитывают и различие между статической нагрузкой, прилагаемой в течение длительного времени (при нахождении упакованного груза на складе), и динамической нагрузкой, связанной со значительными усилиями, прилагаемыми в течение короткого времени (в частности, при падениях и ударах в ходе транспортировки). Испытания на сопротивление сжатию проводят при различных нагрузках.

Исследования показали, что к свойствам бумаги и картона, влияющим на их поведение при испытаниях коробок на сжатие, относятся жесткость и свойство, известное как сопротивление сжатию, определяемое по методу SCT (Short-span Compression Test) - сопротивление торцевому сжатию образца (база образца 0,7 мм).

При сжатии образца бумаги или картона за счет приложения силы к противоположным кромкам в плоскости образца, материал изгибается, и это не может служить мерой сопротивления сжатию (рис. 1.29). Если же высота образца в направлении приложения силы меньше средней длины волокна (например, она уменьшена до 0,7 мм), сила прикладывается к сети волокон таким образом, что сжимается сама сеть, вызывая взаимное смещение волокон. В этой ситуации межволоконная связь, тип и количество волокон целлюлозы становятся важным для результата испытаний по методу SCT. Именно эта присущая данному листу характеристика в направлении измерения (продольном или поперечном) влияет на поведение коробок при испытаниях на сжатие наряду с жесткостью.

Рис. 1.29. Испытание на сопротивление сжатию. Обратите внимание на различие длины образца по сравнению с испытанием на разрыв

Стойкость к перегибу и сгибаемость

При изготовлении пакетов различной конструкции, саше, картонных коробок и ящиков из гофрированного и коробочного картона бумагу и картон часто складывают. Более тонкие материалы складывают механически на 180°, и полученные складки прокатывают (фальцуют) для придания стойкости. Более толстые материалы для изготовления складных и жестких картонных коробок требуют, чтобы в материале для легкого сгибания присутствовала линия рилевки (биговки), служащая своеобразным шарниром (осью), позволяющим перегибать картонную заготовку на 180°. Нанесение рилевки на картонные заготовки производится рилевочными муфтами с канавками разного профиля.

В процессе рилевания на верхней поверхности заготовки картонной коробки образуются канавки (биги), а на обратной стороне - выпуклости. При складывании коробки материал подвергается нескольким видам нагрузок (см. рис. 10.29 в главе 10).

Верхние слои картона на наружной стороне получаемой складки расширяются и должны обладать соответствующей прочностью на разрыв и растяжение. Внутренние слои сжимаются, вызывая местное расслаивание (см. рис. 10.30-10.32). Расслаивание обратной стороны при продолжении процесса складывания до заданного угла приводит к образованию валика (утолщения) и ведет себя подобно петле (рис. 1.30). Важно, чтобы это утолщение не разрывалось и не деформировалось, в связи с чем слой картона на обратной стороне также должен обладать большой прочностью.

Рис. 1.30. Формирование рилевочной линии (бига)

Помимо высоких прочностных свойств материала очень важна геометрия и ширина рилевочной (биговальной) линии, ширина и глубина канавки рилевочной муфты, а также глубина проникновения рилевочной линейки в материал. Помимо визуальной проверки бигов и фальцев, измеряют также сопротивление складыванию и сопротивление собранной коробки сжатию, которые можно регулировать путем изменения геометрии рилевки.

Функциональные свойства рилевочных линий складываемых и склеиваемых картонных коробок зависят от продолжительности и условий хранения заготовок с клееным боковым швом перед подачей в упаковочную машину. Эта характеристика может быть измерена как «усилие открывания картонной коробки». Условия такого промежуточного хранения (влажность, температура, плотность упаковывания и условия штабелирования) - очень важные факторы, влияющие на эффективность упаковочных операций.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ

БУМАГА И КАРТОН

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

ГОСТ 13525.8-86

МОСКВА - 1999

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.01.88

Настоящий стандарт распространяется на волокнистые полуфабрикаты, бумагу и картон, в том числе гофрированный, и устанавливает гидравлический метод определения сопротивления продавливанию.

Метод заключается в создании плавно нарастающего гидравлического давления, действующего через резиновую диафрагму на поверхность одной стороны зажатого по кольцу образца, и определении значения давления, при котором образец разрушается.

1. ОТБОР ПРОБ

1.1. Отбор проб древесной массы - по ГОСТ 16489 .

1.2. Отбор проб целлюлозы - по ГОСТ 7004 .

1.3. Отбор проб бумаги и картона - по ГОСТ 8047 .

2. АППАРАТУРА

2.1. Для испытания должен применяться гидравлический прибор с электроприводом, отвечающий требованиям, указанным на чертеже и в табл. и .

Таблица 1

мм

Наименование размера	Норма
		для картона
Внешний диаметр верхнего прижимного кольца - Д в, не менее
Внешний диаметр нижнего прижимного кольца - Д н , не менее
Диаметр отверстия верхнего прижимного кольца -Д 1	30,50±0,05	31,50±0,05
Диаметр отверстия нижнего прижимного кольца - Д 2	33,10±0,05	31,50±10,05
Радиус закругления нижней кромки отверстия нижнего кольца (со стороны диафрагмы) - R	4,00±0,05	4,00±0,05
Радиус закругления кромки отверстия верхнего кольца (со стороны образца) - R 1	0,20±0,05	0,60±0,05
Радиус закругления верхней кромки отверстия нижнего кольца (со стороны образца) - R 2		0,40±0,05

Таблица 2

Наименование технических характеристик	Параметры прибора
	для волокнистых полуфабрикатов и бумаги	для картона
Максимальный предел измерения манометров, кПа	1600	6000
Цена деления шкалы, кПа, не более
Давление, необходимое для обеспечения стрелы выпучивания диафрагмы (без образца), кПа:
(9,0±0,5) мм	30±10
(10,0±0,5) мм		195±25
(14,0±0,5) мм		250±40
(18,0±0,5) мм		300±50
Усилие прижима образца, Н, не менее	2700	5000
Объемная скорость прокачивания жидкости в нагнетательном насосе, см 3 /мин	95±5	170±15

Примечание . Допускается использование приборов с манометрами, имеющими другие пределы измерения, а также приборов с электронными датчиками.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.1.1. Диафрагма, передающая давление на испытуемый образец, должна быть изготовлена из эластичной резины, способной равномерно восстанавливаться после деформации в условиях многократных нагрузок. Материал и форма диафрагмы должны обеспечивать размеры стрелы выпучивания, указанные в табл. .

2.1.2. Зажимающее устройство в соответствии с чертежом и табл. должно обеспечивать надежное и равномерное закрепление испытуемого образца без повреждения и полностью исключать его скольжение во время испытания.

Зажимающие поверхности прижимных колец должны быть плоскими и параллельными между собой и иметь спиральные или концентрические канавки V -образного сечения, как указано на чертеже.

Усилие прижима должно соответствовать значениям, указанным в табл. . Для гофрированного картона усилие прижима должно быть таким, чтобы образец не скользил и гладкие слои не деформировались.

Для измерения давления в системе прижима должны применяться манометры по ГОСТ 2405 .

На приборе типа ПГБ для испытания полуфабрикатов и бумаги давление в системе прижима должно быть не менее 2000 кПа, на приборе типа ПГК для испытания картона - не менее 3200 кПа.

2.1.3. Манометры, фиксирующие давление, при котором происходит разрушение образца, должны соответствовать требованиям ГОСТ 2405 , класс точности 0,6, и должны быть снабжены контрольными стрелками.

Цена деления шкалы манометров для тонких бумаг должна быть не более 10 кПа.

2.1.4. Гидравлическая система прибора должна быть заполнена дистиллированным глицерином по ГОСТ 6824 .

Скорость подачи жидкости под диафрагму должна быть равномерной и соответствовать приведенной в табл. .

Пузырьки воздуха в гидравлической системе не допускаются.

Автоматическое устройство должно прекращать подачу жидкости в момент разрыва образца.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

3.1. Для испытания полуфабрикатов изготовляют по пять отливок: для древесной массы - по ГОСТ 16296 , для целлюлозы - по ГОСТ 14363.4 . На каждой отливке намечают два места для испытания.

3.2. От листов пробы бумаги и картона произвольно отбирают 10 листов для испытания и из каждого вырезают по два образца, делая пометку на одной и той же стороне всех образцов. Размеры образца должны быть такими, чтобы он перекрывал всю поверхность прижимного кольца.

Образцы должны быть без морщин и повреждений, по возможности без водяных знаков.

3.3. Образцы подвергают кондиционированию по ГОСТ 13523 . Относительная влажность, температура и время кондиционирования должны быть указаны в стандартах на конкретную продукцию.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Испытания проводят в тех же атмосферных условиях, при которых проводили кондиционирование образцов.

4.2. Образец помещают на нижнее прижимное кольцо прибора так, чтобы перекрывалась вся поверхность кольца. Закрепляют образец в прижимном устройстве испытуемой стороной вниз и постепенно повышают гидравлическое давление до разрушения образца.

Отсчет показаний манометра проводят с точностью до 1 деления шкалы. Измеряемая величина должна находиться в пределах от 25 до 75 % максимального значения шкалы, но не выходя за пределы от 15 до 85 % полной градуировки.

Проводят по пять определений на каждой стороне для волокнистых полуфабрикатов и по десять определений на каждой стороне для бумаги и картона.

При наличии соответствующих указаний в стандартах на конкретную продукцию проводят односторонние испытания десяти образцов.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.3. Бумагу с низким значением сопротивления продавливанию испытывают в виде стопы из нескольких образцов, при условии, что сопротивление продавливанию стопы должно составлять не менее 70 кПа. Все образцы в стопе должны быть ориентированы параллельно и положены одной и той же стороной вверх; полученное значение сопротивления продавливанию следует делить на количество образцов.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Абсолютное сопротивление продавливанию Р о , кПа, вычисляют по формуле

где S p - сумма показаний манометра для всех испытаний, кПа;

п - количество выполненных испытаний.

5.2. Относительное сопротивление продавливанию, приведенное к условной массе продукции площадью 1 м 2 100 г, P w , кПа, вычисляют по формуле

где m - масса продукции площадью 1 м 2 , г.

5 3. Индекс продавливания X , кПа/г, вычисляют по формуле

5.4. За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов всех испытаний для обеих сторон, либо отдельно для каждой стороны, в зависимости от указаний в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

5.5. Результаты испытания округляют до трех значащих цифр.

Относительная погрешность определения сопротивления продавливания не превышает ±9 % при доверительной вероятности 0,95.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности СССР

РАЗРАБОТЧИК

И.Г. Логвинова

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15.05.86 № 1243

3. Периодичность проверки - 5 лет

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4239-83, международным стандартам ИСО 2758-83, ИСО 2759-83

5. ВЗАМЕН ГОСТ 13525.8-78 и ГОСТ 13648.7-78

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

7. Ограничение срока действия снято по протоколу № 2-92 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

8. ПЕРЕИЗДАНИЕ (октябрь 1998 г.) с Изменением № 1, утвержденным в ноябре 1988 г. (ИУС 2-89)

102 103 104 105 106 107 108 109 ..

Механическая прочность и деформационные свойства бумаги

Сопротивление бумаги излому

Сопротивление излому. Показатель сопротивления бумаги излому - один из существенных показателей, характеризующих механическую прочность бумаги. Он зависит от длины волокон, из которых образована бумага, их прочности, гибкости и сил связи между волокнами. Поэтому наиболее высоким сопротивлением излому отличается бумага, состоящая из длинных, прочных, гибких и прочно связанных между собой волокон (некоторые виды бумаги из синтетических волокон). Из тряпичных волокон для изготовления бумаги с высоким сопротивлением излому наиболее пригодны льняные волокна. Содержание в бумаге древесной массы, лиственной целлюлозы и облагороженной хвойной целлюлозы приводит к снижению показателя сопротивления излому. Волокна сульфатной хвойной целлюлозы дают возможность получить бумагу более прочную по сопротивлению излому, чем волокна сульфитной хвойной целлюлозы.

При чрезмерном увеличении степени помола бумажной массы на показатель сопротивления изготовляемой бумаги излому одновременно в отрицательном направлении действуют два фактора: повышение хрупкости материала и снижение средней длины волокон. При значительном увеличении толщины и массы 1 м2 бумаги (картона) также наблюдается резкое снижение сопротивления излому указанных материалов из-за повышения при этом жесткости и возникновения больших растягивающих напряжений при изломе в поверхностном слое толстого материала по сравнению с тонким.

Введение в бумажную массу немодифицированного минерального наполнителя неизбежно ведет к снижению сопротивления излому изготовляемой бумаги из-за снижения при этом сил связи между волокнами и, возможно, из-за перетирания волокон при многократных изломах бумаги о неровные поверхности частиц наполнителя.

Влияние влажности бумаги на ее сопротивление излому неоднозначно. С увлажнением бумаги силы связи между волокнами уменьшаются, а гибкость бумаги (вследствие набухания волокон) увеличивается. Таким образом, эти факторы влияют на сопротивление бумаги излому в противоположных направлениях. Увеличение относительной влажности окружающего воздуха (следовательно, и влажности бумаги) способствует увеличению сопротивления излому у прочной бумаги и снижению - у слабой бумаги (например, промокательной).

Прочная бумага при увлажнении наряду с увеличением гибкости волокон сохраняет достаточно высокую величину сил

связи между ними, и результирующая этих влияний способствует росту сопротивления бумаги излому, выражаемым числом двойных перегибов бумаги до ее разрыва. При выдерживании такой первоначально прочной бумаги в воде, т. е. в условиях, когда силы между волокнами почти полностью разрушены, она не сможет обнаружить заметное сопротивление излому.

В бумаге со слабо развитыми силами связи между волокнами (фильтровальной, промокательной и т. п.) эти связи настолько уменьшаются при увлажнении бумаги, что положительное влияние роста гибкости волокон и бумаги в целом уже не может преобладать над отрицательным влиянием малой величины сил связи между волокнами, в результате число двойных перегибов при этом заметно уменьшается.

С. Н. Ивановым и Л. Н. Лаптевым установлено, что критическая величина сил связи между волокнами, составляет 490- 588 кПа и дальнейшее снижение ее при увлажнении вызывает уменьшение показателя сопротивления бумаги излому.

Сопротивление бумаги продавливанию

Этот показатель качества бумаги нельзя отнести к числу основных. Он может быть важным для некоторых видов упаковочно-оберточной бумаги, для которых в отдельных случаях должен быть предусмотрен также показатель сопротивления продавливанию во влажном состоянии.

Сопротивление продавливанию является сложной функцией сопротивления разрыву и удлинения бумаги до разрыва. Экспериментально установлено, что рассматриваемый показатель прочности бумаги увеличивается с повышением’ абсолютных; значений показателей ее разрывного груза и удлинения при разрыве и когда отношение удлинения бумаги в машинном направлении к ее удлинению в поперечном направлении приближается к единице.

Бумага, изготовленная из длинных волокон, отличается большей величиной сопротивления продавливанию. С увеличением степени помола бумажной массы в бумаге растут силы связи между волокнами. Одновременно увеличивается и сопротивление продавливанию. Однако чрезмерно высокая степень помола бумажной массы снижает сопротивление продавливанию, что связано уже с заметным укорачиванием волокон и снижением степени удлинения бумаги до разрыва.

С увлажнением бумаги ее разрывной груз уменьшается из-за ослабления межволоконных сил связи, но одновременно увеличивается удлинение бумаги.

Таким образом, для получения максимального значения сопротивления продавливанию влажность бумаги должна быть, оптимальной, при которой нет сильного ослабления межволоконных связей и в то же время наблюдается достаточно высокая степень удлинения бумаги. Такая влажность бумаги равна примерно 8-9%.

Сопротивление продавливанию Максимальное равномерно распределенное давление, приложенное под прямым углом к поверхности образца, которое он выдерживает до момента разрыва в условиях, определенных стандартным методом испытания.

. 2010 .

Смотреть что такое "Сопротивление продавливанию" в других словарях:

сопротивление продавливанию бумаги или картона - 3.4.99 сопротивление продавливанию бумаги или картона: Способность бумаги или картона выдерживать максимальное нарастающее гидравлическое давление, действующее через резиновую диафрагму на поверхность одной стороны испытуемого образца бумаги или… …

Статическая твердость (сопротивление продавливанию) - 2. Статическая твердость (сопротивление продавливанию) По ГОСТ 23431 79 По ГОСТ 16483.17 81 Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

сопротивление - 3.93 сопротивление (resistance): Способность конструкции или части конструкции противостоять действию нагрузок. Источник: ГОСТ Р 54382 2011: Нефтяная и газовая промышленность. Подводные трубопроводные системы. Общие технические требования … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Сопротивление продавливанию … Краткий толковый словарь по полиграфии

ГОСТ Р 53636-2009: Целлюлоза, бумага, картон. Термины и определения - Терминология ГОСТ Р 53636 2009: Целлюлоза, бумага, картон. Термины и определения оригинал документа: 3.4.49 абсолютно сухая масса: Масса бумаги, картона или целлюлозы после высушивания при температуре (105 ± 2) °С до постоянной массы в условиях,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

статическая - 3.7 статическая нагрузка: Внешнее воздействие, которое не вызывает ускорений деформируемых масс и сил инерции. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 4.223-83: Система показателей качества продукции. Строительство. Изделия паркетные. Номенклатура показателей - Терминология ГОСТ 4.223 83: Система показателей качества продукции. Строительство. Изделия паркетные. Номенклатура показателей оригинал документа: 19. Адгезия лакокрасочного покрытия По ГОСТ 9.072 77 По ГОСТ 15140 78 Определения термина из разных … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Испытание (бумаги) на сопротивление продавливанию … Краткий толковый словарь по полиграфии

Днепрофлекс - рулонный кровельный и гидроизоляционный наплавляемый битумно полимерный материал. Изготовляют двусторонним нанесением на стеклооснову битумно полимерного вяжущего, состоящего из битума, термопластичного каучука, наполнителя и посыпки. В… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Сопротивление (бумаги) продавливанию; Разделение бесконечных формуляров на листы; Разрыв (кромки листа, ленты) || разрывать(ся)разрываться¦разрывать … Краткий толковый словарь по полиграфии