Transcript Mehanička ispitivanja papira

Mehanička ispitivanja papira
Određivanje mehaničkih svojstava papira:
kidanje, cijepanje, dvostruko savijanje,
krutost, prskanje
Određivanje mehaničkih svojstava papira
(skripta 86-88 str.)
Čimbenici koji utječu na mehanička svojstva papira:
• klima,
• temperatura,
• orjentacija vlakanaca u listu,
• brzina izvođenja mehaničkog testa,
• čimbenici vezani uz izradu lista
(čimbenici uvjetovani vlaknatim materijalom,
čimbenici uvjetovani tehnološkim procesom proizvodnje papira)
Otpornost prema kidanju i prekidno istezanje
Prije izvođenja testa kidanja – uzorci se moraju klimatizirati na normalne
uvjete (50±2% RVZ i 23±1°C) dok ne postignu ravnotežno stanje s tom
klimom.
Papire je potrebno klimatizirati najmanje 12 sati, a kartone/ljepenke 24 sata,
katkada i više.
Uzorci na kojima se ispituje otpornost prema kidanju režu se iz araka u
uzdužnom i poprečnom smjeru. Rubovi epruvete moraju biti paralelni i ne
smiju imati nikakva oštećenja. Za rezanje najbolje je upotrijebiti specijalni
uređaj za rezanje traka (giljotina). Uzorci moraju biti 15 mm široki uz
slobodnu dužinu od 180 mm (traka treba biti duža s obzirom da se krajevi
pričvršćuju u hvataljke).
Pokus kidanja služi nam za određivanje otpornosti prema kidanju (prekidna
sila) (kp; N), prekidnog rastezanja (%; mm) – vrijednosti se očitavaju na
uređaju. Ostale veličine, kao što su prekidna jakost papira i indeks kidanja,
se iz izmjerenih vrijednosti određuju računski.
Test se provodi na uređaju koji se zove kidalica (Frank).
Uzorci za ispitivanje pričvršćuju se na dvije hvataljke koje se uključivanjem
uređaja počinju udaljavati jedna od druge sve do momenta kidanja
ispitivanog uzorka.
Kidalica registrira silu na vlak potrebnu da dođe do kidanja ispitivane trake
papira. Ta sila se naziva prekidna sila i izražava se u kp* (kilopondima) ili N.
Prekidna sila djeluje na uzorak jednodimenzinalno.
Osim otpornosti prema kidanju na kidalici se mjeri i prekidno istezanje
papira. To je postotno povećanje dimenzije papira od početne, u stanju
mirovanja uređaja, do one u trenutku kidanja trake.
Ispitivanje se provodi prema standardima:
- TAPPI: T 404 cm – 92 Tensile breaking strength and elongation of paper and
paperboard,
HRN ISO 1924-1: Papir i karton – Određivanje vlačnih svojstava – 1. dio: Metoda
stalnog opterećenja (ISO 1924-1:1992)
* 1 kp = 9.81 N
Prekidna dužina
Prekidna dužina je zamišljena dužina trake ispitivanog papira koja bi
obješena za jedan kraj, pukla u objesištu pod vlastitom težinom.
Određuje se kao omjer prekidne sile i umnoška širine trake i gramature, a
izražava u kilometrima. Prekidne dužine uzoraka papira različitih
gramatura moguće je međusobno uspoređivati.
 F 
 1000
L  
g

b


gdje je:
L – prekidna dužina (km) (nekad se izražava i u m)
F – prekidna sila (kp)
g- gramatura (g/m2)
B – širina trake (mm)
Prekidna jakost
Prekidna jakost papira je maksimalna prekidna sila po jedinici širine
ispitivanog uzorka koju papir izdrži do trenutka kidanja.
Određuje se kao omjer prekidna sile i širine uzorka, a izražava se u kN/m.
S
gdje je:
 kN 
S – prekidna jakost,  m 
F – prekidna sila, N 
w – širina trake, m m
F
w
Indeks kidanja
Indeks kidanja se određuje kao omjer prekidne jakosti i gramature i
izražava se u Nm/g.
Na taj način indeks kidanja omogućava međusobno uspoređivanje
rezultata izmjerenih na uzorcima papira različith gramatura.
I
gdje je:
 Nm 
I – indeks kidanja,  g 
 kN 
S – prekidna jakost,  m 
 g 
g – gramatura,  m 2 
S
 1000
g
Otpornost prema cijepanju (skripta str. 95-96)
Otpornost prema cijepanju jednaka je sili potrebnoj da se pocijepa
ispitivani uzorak papira, kartona ili ljepenke koji je prethodno zarezan.
Mjerenja se izvode na uređaju Elmendorf.
Otpornost prema cijepanju izražava se u mN.
Elmendorf metoda
Metodom po Elmendorfu test se provodi na način da se više uzoraka ispitivanog
papira (obično 16) pričvrsti na hvataljke, od kojih je jedna sastavni dio stativa, a
druga je sastavni dio klatna.
Prije nego što se otpusti klatno, izvrši se na uzorcima definirano zarezivenje
nožem (1.63 cm). Definirano zarezivanje znači jednaku dubinu reza
svaki puta za sve uzorke, kao jedan od uvjeta ponovljivosti testa.
Otpušteno klatno izvrši njihaj tokom kojeg se uzorci papira pocijepaju u
nastavku reza.
Mjeri se sila potrebna za cijepanje uzoraka i poistovjećuje se sa
otpornošću papira prema cijepanju.
Važeći standardi:
HRN ISO 1974 Papir – Određivanje otpora na cijepanje (Elmendorfova metoda)
TAPPI: T 414 om – 98 Internal tearing resistance of paper (Elmendorf-type method)
Ispitivanje se vrši na uzorcima veličine 65 x 80
mm (16 komada) koji se režu pomoću šablone.
Skala je baždarena tako da daje rezultat – srednju
silu u mN koju je potreno primijeniti za cijepanje
16 uzoraka.
Međutim, ako se radi s manjim brojem uzoraka –
tada se mora izvršiti preračunavanje prema
formuli:
F
gdje je
16
 Fn
n
F – sila u mN
n - broj istovremeno cijepanih uzoraka
Fn – očitana vrijednost
Indeks cijepanja:
Indeks cijepanja određuje se kao omjer otpornosti papira prema cijepanju i
gramature papira. Izražava se u mNm²/g.
Izražavajući izmjerene vrijednosti otpornosti prema cijepanju u obliku indeksa
cijepanja omogućuje se uspoređivanje rezultata uzoraka papira različitih
gramatura.
X
gdje je:
X – indeks cijepanja,
 mNm 2 


 g 
F – otpornost prema cijepanju, m N
g – gramatura,  g 
 m2 
 
F
g
• Otpornost prema savijanju : određivanje broja dvostrukih savijanja
(skripta str. 92-94)
• Otpornost prema tlaku, odnosno prema prskanju (skripta str. 97-99)
• Krutost – ispitivanje krutosti metodom prema Taberu (skripta str. 99-102)