Hambatan Udara Kertas TAPPI T 460 (Metode Gurley)

Standar “TAPPI T 460 Paper Air Resistance (Gurley Method)”, yang dikembangkan bersama oleh Asosiasi Teknis Industri Pulp, Kertas, dan Konversi (TAPPI) dan Institut Standar Nasional Amerika (ANSI), menjelaskan prosedur yang digunakan untuk mengukur hambatan udara kertas dengan luas lingkaran sekitar 6,45 cm² menggunakan perbedaan tekanan 1,22 kPa. Rentang yang direkomendasikan untuk perangkat kolom cairan adalah 5 hingga 1800 detik per perpindahan silinder 100 mL. Untuk kertas yang lebih kedap udara, persyaratan waktu menjadi sangat ekstrem sehingga teknik lain lebih disukai.

Metode ini mengukur volume udara yang melewati sampel uji dan potensi kebocoran udara di permukaan. Oleh karena itu, metode ini tidak cocok untuk kertas dengan permukaan kasar yang tidak dapat dikompresi dengan aman untuk mencegah kebocoran permukaan dan tepi yang signifikan.

Untuk metode pengukuran hambatan udara serupa yang menguji kertas pada tekanan lebih tinggi (sekitar 3 kPa) dan memiliki resolusi lebih tinggi dalam mengukur volume udara yang lebih kecil, standar “TAPPI T 536 Hambatan udara kertas (metode Gurley tekanan tinggi)” berlaku. Untuk metode pengukuran permeabilitas udara pada tekanan hingga 9,85 kPa menggunakan area uji yang lebih kecil dan lebih besar, standar “TAPPI T 547 Permeabilitas udara kertas dan karton (metode Sheffield)” berlaku.

Standar TAPPI T 460, sebuah metode pengujian standar yang banyak digunakan, menyediakan cara yang andal untuk mengukur seberapa tahan kertas terhadap aliran udara, yang merupakan indikator penting dari porositas atau permeabilitas udaranya.

Metode pengujian ini menentukan hambatan udara kertas dengan mengukur waktu (dalam detik) yang dibutuhkan volume udara tertentu (biasanya 100 mL) untuk melewati area tertentu dari sampel kertas di bawah perbedaan tekanan konstan.

Area pengujian kira-kira berbentuk lingkaran dengan luas 6,45 cm². Perbedaan tekanan adalah 1,22 kPa, dan rentang yang direkomendasikan adalah 5 hingga 1800 detik per 100 mL perpindahan udara. Satuan biasanya dilaporkan dalam detik Gurley. Nilai detik Gurley yang lebih tinggi menunjukkan resistansi udara yang lebih tinggi (porositas lebih rendah), artinya kertas lebih padat atau lebih rapat. Nilai yang lebih rendah menunjukkan porositas yang lebih tinggi (udara lebih mudah melewatinya).

Metode Gurley menggunakan densometer Gurley, sebuah instrumen yang menerapkan tekanan ringan untuk memaksa udara melewati sampel kertas yang dikompresi. Perangkat ini biasanya berisi silinder dengan segel cairan atau material yang diberi beban gravitasi yang menciptakan tekanan. Kertas dikompresi dengan aman untuk mencegah kebocoran di bagian tepinya. Udara mengalir melalui sampel, dan waktu yang dibutuhkan untuk volume tertentu melewatinya dicatat.

Metode ini melibatkan rembesan permukaan, oleh karena itu kompresi yang tepat sangat penting. Metode ini tidak cocok untuk karton yang sangat tebal atau bahan yang rentan terhadap rembesan tepi/permukaan yang signifikan.

Hambatan udara pada kertas secara tidak langsung mencerminkan berbagai sifat struktural dan fungsional kertas:

Tingkat analisis: Serat yang lebih halus membentuk lapisan yang lebih padat dengan ketahanan yang lebih tinggi.
Daya serap: Memengaruhi penetrasi tinta, minyak, air, atau perekat.
Kepadatan semu: Jaringan serat yang lebih rapat meningkatkan resistansi.
Efisiensi filtrasi: Ini sangat penting untuk kertas saring atau bahan yang digunakan dalam filtrasi udara/cairan.
Kemampuan cetak dan lapisan: Hal ini memengaruhi apakah tinta tetap berada di permukaan atau terserap.
Proses produksi: Kertas dengan daya tahan tinggi memungkinkan pemrosesan vakum (misalnya, pelepasan lembaran selama operasi konversi).

Pada kertas daur ulang, serat yang lebih pendek umumnya menghasilkan porositas yang lebih tinggi (nilai Gurley kedua lebih rendah) dibandingkan dengan kertas serat murni.

Waktu pengujian untuk kertas dengan impermeabilitas tinggi bisa terlalu lama. Dalam hal ini, metode alternatif disarankan.

Metode ini mungkin melibatkan rembesan permukaan, yang membuatnya kurang ideal untuk material yang strukturnya longgar.

Pengujian ini tetap menjadi elemen fundamental dalam pengendalian mutu di seluruh industri pulp, kertas, pengemasan, dan industri terkait, untuk memastikan kinerja material yang konsisten.

Standar TAPPI T 460 adalah uji fundamental yang digunakan untuk mengukur hambatan udara (atau sebaliknya, porositas/permeabilitas) kertas menggunakan metode Gurley, dan digunakan dalam industri pulp, kertas, pengemasan, percetakan, dan industri terkait. Standar ini menyediakan metode terstandarisasi dan berulang untuk mengukur seberapa mudah udara melewati kertas, berfungsi sebagai indikator tidak langsung yang penting dari berbagai sifat material dan karakteristik kinerja yang penting.

Standar ini dianggap penting karena alasan berikut:

Pengendalian mutu dalam produksi: Resistansi udara adalah uji inspeksi cepat dan tidak merusak yang digunakan langsung pada mesin kertas. Uji ini membantu memantau konsistensi produksi dengan mencerminkan faktor-faktor seperti kehalusan serat, pembentukan lembaran, kompresi, dan ukuran. Variasi pada nilai Gurley seconds menunjukkan masalah dalam proses produksi kertas pada tahap awal, sehingga memastikan kualitas produk yang homogen.
Metode ini memprediksi daya serap dan permeabilitas cairan: Hambatan udara yang lebih tinggi (waktu Gurley yang lebih lama) dikaitkan dengan porositas yang lebih rendah. Ini berarti penetrasi cairan seperti tinta, pernis, minyak, air, atau perekat lebih sedikit. Hal ini sangat penting untuk:
Kualitas cetak: Memeriksa bagaimana tinta menempel pada permukaan (hasil cetak tajam) dan apakah terjadi penyerapan berlebihan (buram atau bercak).
Pelapisan dan ukuran: Memastikan daya rekat dan kinerja yang tepat pada kertas berlapis.
Hal ini memungkinkan pemrosesan otomatis dalam produksi: Kertas dengan daya tahan udara yang cukup tinggi (porositas rendah) dapat diproses secara efisien dalam jalur konversi, pengemasan, dan pencetakan (misalnya untuk kotak kardus bergelombang atau proses lembaran) menggunakan pengumpul vakum, pengisap, atau pengangkat. Daya tahan yang rendah dapat menyebabkan kesalahan pengangkutan dan akibatnya waktu henti.
Mengevaluasi kinerja filtrasi dan kemampuan bernapas: Tes ini menilai efisiensi untuk material yang membutuhkan aliran udara atau gas terkontrol, seperti:
Kertas saring (misalnya, untuk penyaringan udara/cairan).
Kain nonwoven, kantong berpori, atau membran yang dapat bernapas (misalnya, untuk aplikasi medis atau pengemasan).
Mereka menunjukkan karakteristik struktural: Nilai Gurley secara tidak langsung mengukur hal-hal berikut:
Kepadatan semu dan struktur arah Z (ketebalan).
Perbedaan antara serat murni dan serat daur ulang (serat daur ulang umumnya memiliki untaian yang lebih pendek, sehingga menghasilkan porositas yang lebih tinggi).
Korelasi antara kekencangan dan kekuatan kertas secara umum.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan staf yang kompeten dan berpengalaman, telah memahami kebutuhan pelanggan, menyediakan layanan pengujian canggih yang mereka butuhkan, dan membantu dalam pembentukan, implementasi, dan peningkatan sistem manajemen. Dalam kerangka kerja ini, kami juga menyediakan layanan pengujian kepada bisnis sesuai dengan standar "TAPPI T 460 Paper Air Resistance (Gurley Method)".