Сопротивление 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 одним из основных показателей прочности многих видов бумаг, хотя и является чисто эмпирическим критерием, зависящим как от сопротивления разрыву, так и от растяжимости. Различают абсолютное сопротивление продавливанию, относительное сопротивление продавливанию - приведенное к массе 1 м бумаги 100 г и индекс продавливания - абсолютное сопротивление продавливанию отнесенное к массе 1 м бумаги. Сопротивление продавливанию равно максимальному давлению, которое выдерживает непосредственно перед разрушением образец бумаги в форме кружка диаметром (30,5+0,025) мм.[ ...]

Сопротивление продавливанию является сложной функциейг 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.[ ...]

Сорт картона выбирают исходя из величин сопротивления продавливанию.[ ...]

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%.[ ...]

Прочность гофрированного картона характеризуется его сопротивлением продавливанию, сопротивлением плоскостному сжатию и сопротивлением излому.[ ...]

Присутствие молекул с короткими цепями неблагоприятно отражается на сопротивлении излому , на разрывной длине , относительном удлинении , сопротивлении надрыву и сопротивлении продавливанию пленок, приготовленных из производных целлюлозы, и на прочности нитей из ацетата целлюлозы . Из фракций с меньшим диапазоном вязкости (молекулярного веса) получаются нитропленки с большим сопротивлением излому, чем у пленок из нефракциони-рованного материала с той же средней вязкостью или из смесей веществ, обладающих высокой и низкой вязкостью 167]. Сопротивление разрыву и прочие показатели механической прочности пленок из производных целлюлозы (ацетата, ацетобутирата, нитрата и этилового эфира) постепенно уменьшаются при понижении значения степени полимеризации с 1000 примерно до 200. При дальнейшем понижении СП прочность резко уменьшается . Механические свойства, по-видимому, в значительной мере зависят от положения.максимума на кривой распределения по молекулярному весу и от равномерности распределения по молекулярному весу в пленках (этилового эфира) . Сукне и Гаррис считают, что механические свойства пленок из ацетата целлюлозы зависят от среднечислового значения молекулярного веса и, кроме того, механические свойства смесей фракций с различным молекулярным весом имеют характер средневесовых значений свойств (например, сопротивление разрыву) компонентов смеси. В изучавшемся ими интервале имеется линейная зависимость между сопротивлением разрыву и длиной цепи .[ ...]

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.[ ...]

Было изучено изменение некоторых свойств бумаги (разрывная длина, объемный вес, сопротивление продавливанию и излому) в процессе прессования на прессах различных конструкций при работе с нетканым сукном и сукном П-181. Опыты проведены при давлениях 15, 30, 50 и 70 кгс/см, скорости 200 м/мин, сухости сукна перед прессом 50%, бумаги 30%. Нижний вал всех прессов 840 мм (твердость облицовки 15 ед), верхний - 800 мм. Для испытаний использовали образцы бумаги из неразмолотой сульфитной беленой целлюлозы (помол 18°ШР) весом 100 г/м2.[ ...]

При размоле целлюлозы в присутствии хлористого натрия у бумаги значительно повышаются разрывная длина и сопротивление продавливанию Если же при формовании бумажного листа происходит вымывание соли, качество бумаги вновь снижается. При добавке соли в массу, размалываемую в дистиллированной воде, степень помола повышается, что, однако, не влияет на прочность бумаги. Присутствие электролитов оказывает влияние на поверхностное натяжение жидкости. Поэтому химический состав воды, применяемый в размольно-подготовительном отделе и для разбавления массы перед бумагоделательной машиной, должен быть совершенно стабильным.[ ...]

Перманганатное число получаемой целлюлозы равно 23 единицам; для производства, бумаги и картона целлюлозу отбеливают. Сопротивление продавливанию выше, чем для целлюлозы, полученной в котлах периодического действия; разрывная длина одинакова.[ ...]

Прочность и физические свойства бумаги зависят также от pH среды, в которой происходит размол. При значении pH от 6,3 до 3,1 снижается объемный вес бумаги, разрывная длина и сопротивление продавливанию. Равным образом на прочностные свойства бумаги неблагоприятно влияет и сильно щелочная среда. При значении pH, равном 8, получается бумага, обладающая удовлетворительной прочностью при относительно небольшом расходе энергии на размол .[ ...]

Из различных видов крахмала, применяемых для поверхностного покрытия бумаги, картофельный крахмал в наибольшей степени впитывается в бумагу-основу, значительно увеличивает сопротивление продавливанию и выщипыванию (т. е. отделению при печати с поверхности бумаги отдельных волоконец и даже части недостаточно прочно связанного поверхностного слоя бумаги). Этот вид крахмала менее других уменьшает белизну и требует наименьшего количества энзимов при ферментативной обработке. Так как любой вид крахмала является пищевым продуктом, при поверхностной обработке бумаги желательна его замена или, по крайней мере, сокращение расхода. Поэтому при поверхностной обработке бумаги в клеильном прессе часть крахмала успешно заменяют карбамидофор-мальдегидной смолой, восковыми, а также парафиновыми дисперсиями ЫаКМЦ и латексами. Иногда при этом крахмал полностью исключают.[ ...]

В летнее время года продолжительность размола возрастает на 5-8% при одновременном снижении прочностных свойств бумаги. При размоле массы в условиях повышенной температуры разрывная длина и сопротивление продавливанию возрастают гораздо медленнее, чем при более низкой температуре. Лишь сопротивление раздиранию возрастает с повышением температуры во время размола . Было установлено , что при размоле волокнистых материалов, хранившихся в воздушносухом состоянии, наивыгоднейшей является температура в 30° С. При более низкой температуре жирность помола нарастает быстрее. Влияние температуры особенно хорошо заметно при размоле пергаментирующейся целлюлозы с высоким содержанием гемицеллюлоз.[ ...]

В первых установках «Камюр» разгрузка массы из варочного котла происходила при температуре варки, то есть при 170-175°. Однако исследования выдуваемой массы показали, что некоторые механические качества целлюлозы (сопротивление продавливанию и разрыву, способность к размолу) ниже, чем у целлюлозы, сваренной в таких же условиях, но в периодических варочных котлах. Снижение механических свойств целлюлозы обусловлено воздействием метальных устройств при высокой температуре и наличии щелочности в отработанном щелоке. Происходит разделение волокон, способствующее растворению гемицеллюлоз и снижению прочности волокон. С понижением температуры и ослаблением.[ ...]

Испытания, в ходе которых образец соскользнул между прижимными поверхностями или произошел разрыв образца по периметру, не учитывают. Допускается испытывать одновременно несколько образцов, сложенных одной и той же стороной вверх, при условии, что сопротивление продавливанию пакета не менее 70 кПа. Полученное значение в этом случае делят на количество образцов.[ ...]

Образцы пергамента размером 70X70 мм по одному погружают в воду. Температура воды в ванночке во время испытания должна быть (20±2)°С. По истечении 15 мин образцы извлекают из воды, кладут между двумя листами фильтровальной бумаги и удаляют избыточную воду. Затем определяют сопротивление продавливанию по ГОСТ 13525.8-78.[ ...]

Твердый остаток после варки промывали, размалывали в Дисковой мельнице до разделения на волокна и в центробеж-яю-размалывающем аппарате - до 35° ШР, отливки массой 150 г/м2 испытывали стандартными методами. Экспериментальные знамения выходных параметров (средние для двух опытов) приведены в табл. 61; порядковые номера в графе 1 соответствуют номерам опытов в табл. 45. Необходимая для синтеза исходная информация - в табл. 62. Лучшие и худшие ¡значения выходных параметров у/+> и у/-) взяты из табл. 61 и округлены. Так как целью эксперимента было получение бумаги - основы для гофрирования, наибольшие веса б;=1 присвоили показателям У5 и ув, входящим в ГОСТ 7377-69, ::а также параметру уь наиболее влиявщему на экономику ¡процесса. Остальным выходным параметрам присвоены меньшие веса.[ ...]

Многие исследователи изучали влияние прессования на физические свойства и структуру бумаги. Опыты автора , Г. Мака и Г. Болло показали, что с увеличением линейного давления разрывная длина бумаги может быть увеличена в 3 раза, значительно повышается объемный вес, число двойных перегибов, сопротивление продавливанию, но ухудшается пористость бумаги.[ ...]

Переменными факторами были доли сосновой (Х(), лиственничной (Х2) и еловой (Х3) фракций в древесном сырье. Эксперименты проводили в соответствии с планом Шеффе третьего порядка; все варки повторяли дважды с рандомизацией. Результаты оценивали рядом показателей прочности отливок. В качестве примера рассмотрено изменение одного из показателей - сопротивления продавливанию.[ ...]

При снижении температуры выдуваемой целлюлозы до 93° ее показатели не уступают, а в некоторых случаях даже превосходят показатели целлюлозы, получаемой в лабораторных периодических варках. Целлюлоза, сваренная в установках «Камюр», однородна; колебания качества в течение суток незначительны. Для небеленой целлюлозы механические показатели более высокие: сопротивление продавливанию на 15-18%, сопротивление разди-ру на 7-10%, разрывная длина на 10-12%.

ИЦ "Композит-Тест" проводит испытания картона, предназначенного для изготовления различной упаковки:

• потребительской и транспортной тары - коробок, ящиков, лотков;
• вспомогательных упаковочных средств - вкладышей, решеток, обечаек, прокладок, амортизаторов;
• другой продукции.

Тесты выполняются с целью определения фактических значений характеристик картона, установленных в ГОСТ Р 52901-2007 "Картон гофрированный для упаковки. Технические условия".

Данный стандарт нормирует:

• удельное сопротивление разрыву с приложением разрушающего усилия вдоль гофров по линии рилевки, Н/м;
• сопротивление торцевому сжатию вдоль гофров, кН/м;
• абсолютное сопротивление продавливанию, МПа (кгс/см 2);
• сопротивление расслаиванию, кН/м;
• влажность, %

Порядок проведения испытаний картона в ИЦ "Композит-Тест"

Подготовка образцов для проведения испытаний

Работы по подготовке к испытаниям картона включают нарезку тестируемых образцов и их кондиционирование.

Нарезка образцов

Нарезка образцов картона для проведения испытаний осуществляется с использованием специального лабораторного оборудования - резака пневматического типа Billerud для бумаги и картона производства французской фирмы Noviprofibre.

Данная операция выполняется с высокой точностью двумя лезвиями односторонней заточки, установленными параллельно в суппорте устройства, что практически исключает возможные искажения результато в испытания картона на торцевое сжатие, связанные с непараллельностью сторон заготовки. Получаемые образцы имеют прямоугольную форму длиной (100,0±0,5) мм и шириной (25±0,5) мм. Отклонение от параллельности между длинными сторонами образца очень незначительно и не превышает 0,1 мм.

Нарезка образцов на другие виды испытаний производится по шаблонам.

Кондиционирование образцов

Кондиционирование нарезанных образцов картона является обязательным требованием ГОСТ Р 52901 и проводится перед началом испытаний с целью придания образцам необходимой влажности и температуры. Для кондиционирования картона мы применяем климатическую камеру СМ 5/75-80 ТВО-Т производства СМ "Климат" (г. Санкт-Петербург). Камера оснащена парогенератором и системой осушения, что позволяет кондиционировать образцы перед испытанием в режиме относительной влажности воздуха (50±2) % при температуре воздуха (23±1) ˚С в течение 24 часов. Регулировка стабилизируемой температуры в камере осуществляется в диапазоне от 5°С до 75°С с точностью ±2°С, относительная влажность воздуха внутри рабочей камеры может быть установлена в интервале от естественного значения до 99 %.

Испытания на разрыв по линии рилевки

Испытания картона на разрыв проводятся на настольной электромеханической машине модели H10K-S фирмы Tinius Olsen (Англия). Машина развивает разрывное усилие до 10 кН в диапазоне изменения скоростей траверсы (0,001…1000) мм/мин. Погрешность измерения нагрузки составляет ±0,5 %. Интегрированная с машиной силоизмерительная система и система измерения деформации тестируемого образца обеспечены выходом на ЭВМ, обрабатывающую по специальной предустановленной программе получаемые от датчиков измерительных систем сигналы.

Обработанная на компьютере информация передается на периферийные устройства - дисплей и принтер - для ее представления в удобной для визуального восприятия оператором форме (в виде графиков, таблиц и текстов). При этом формирование графиков нагружения образцов на экране монитора происходит в режиме он-лайн.

Испытания образцов картона на разрыв проводятся согласно требованиям ГОСТ Р 52901-2007.

Сущность метода заключается в определении усилия, при котором происходит разрушение тестируемого образца по линии рилевки. При этом необходимым условием экспериментов является выполнение одного перегиба испытываемой полоски картона на 180° по этой линии до начала нагружения.

Подготовленный таким образом тестируемый образец закрепляют в зажимах разрывной машины без перекоса и нагружают. Скорость нагружения выбирается из расчета, чтобы разрушение образца наступало примерно через 15-20 секунд с момента начала нагружения.

В процессе испытаний в режиме он-лайн на экране монитора можно наблюдать за динамикой построения диаграммы нагружения образца в координатах "нагрузка - деформация". Итоговый протокол с результатами испытаний выводится на печать.

Испытания на изгиб по трехточечной схеме

На настольной электромеханической машине модели H10K-S фирмы Tinius Olsen мы проводим также испытания гофрированного картона на изгиб по трехточечной схеме.

В процессе эксперименто в образец картона устанавливается на двух опорах и нагружается пуансоном по центру расстояния между опорами. Это расстояние бесступенчато регулируется посредством перемещения и фиксации опор вдоль пазов в опорной плите.

Пуансон может иметь различную толщину и радиусы закругления рабочей поверхности. Скорость нагружения образца, так же как и в опытах на разрыв, выбирается исходя из конкретных условий испытаний.

Испытания на торцевое сжатие

Испытания на торцевое сжатие образцов гофрированного картона проводятся на компактном прессе фирмы FRANK - PTI GmbH (Германия), оснащенном электронным силоизмерителем и компьютером с предустановленной программой обработки данных. Выбор тестового режима осуществляется оператором с сенсорного дисплея.

Максимальная параллельность рабочих пластин, сжимающих тестируемые образцы, гарантируется за счет применения в конструкции стенда двух вертикальных направляющих. Скорость нагружения может регулироваться в диапазоне (1-200) мм/мин, максимальное усилие сжатия - 5 кН . Погрешность измерения усилий не превышает 1% во всем диапазоне изменения нагрузок.

Диаграмма нагружения образца формируется на экране дисплея в режиме реального времени, протоколы с результатами испытаний выводятся на печать в формате А4.

На прессе фирмы FRANK - PTI также производятся следующие испытания:

• определение сопротивления картона плоскостному сжатию по ГОСТ 20681-75;
• определение разрушающего усилия картона и бумаги при сжатии кольца по ГОСТ 10711-97;
• определение сопротивления торцовому сжатию гофрированного образца (бумага для гофрирования) по ГОСТ 28686-90;
• определение сопротивления плоскостному сжатию гофрированного образца (бумага для гофрирования) по ГОСТ 20682-75;
• определение сопротивления расслаиванию гофрированного картона по ГОСТ 22981-78.

Испытания на сопротивление продавливанию

Испытания картона на сопротивление продавливанию проводятся согласно требованиям ГОСТ 13525.8-86 "Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения сопротивления продавливанию". Работы выполняются на цифровом приборе для определения сопротивления продавливанию HYBT (Италия) с механическим прижимным устройством.

В гидросистеме прибора применен шестеренный насос, давление рабочей жидкости от которого передается на диафрагму, предназначенную для продавливания картона. Включение и выключение насоса осуществляется тумблером, расположенным на панели управления прибором.

Диафрагма изготовлена из эластичной резины, способной равномерно восстанавливаться после деформации в условиях многократных нагрузок. Материал и форма диафрагмы обеспечивают размеры стрелы выпучивания, установленные в ГОСТ 13525.8-86 для различных рабочих давлений.

Прижимное устройство прибора состоит из верхнего подвижного и нижнего опорного колец с центральными отверстиями диаметром 31,5 мм, соосными с диафрагмой. Перемещение верхнего кольца обеспечивается передачей "винт-гайка" с мелким шагом трапецеидальной резьбы и ручным приводом от маховика.

В процессе подготовки к эксперименту образец картона размещается на нижнем кольце. Далее оператор, вращая маховик, опускает подвижное кольцо вниз и сжимает картон между кольцами. При этом усилие прижима регулируется так, чтобы зажатый между кольцами тестируемый образец не скользил, а его гладкие слои не деформировались.

На следующем этапе оператор тумблером включает гидронасос, в результате чего диафрагма, под действием возрастающего давления, начинает продавливать картон в отверстие верхнего кольца.

Информация о мгновенных значениях рабочих давлений в системе, по мере нагружения образца вплоть до его полного продавливания, выводится на цифровой дисплей и представляется в кПа.

Относительная погрешность измерения абсолютного сопротивления продавливанию картона на приборе HYBT составляет 0,05%.

Заявка на проведение испытаний картона в ИЦ "Композит-Тест"

Проведение испытаний картона в нашем центре можно заказать:

• по телефонам: (495 ) 513-47-29 , 511-12-84
• по электронной почте: [email protected] или lab 621@bk .ru

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)

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.