Opór powietrza papieru TAPPI T 460 (metoda Gurleya)

Opór powietrza papieru TAPPI T 460 (metoda Gurleya)

Norma „TAPPI T 460 Paper Air Resistance (Gurley Method)”, opracowana wspólnie przez Pulp, Paper and Converting Industries Technical Association (TAPPI) oraz American National Standards Institute (ANSI), opisuje procedurę pomiaru oporu powietrza papieru o powierzchni koła około 6,45 cm² przy różnicy ciśnień 1,22 kPa. Zalecany zakres pomiaru dla urządzenia z kolumną cieczy wynosi od 5 do 1800 sekund na każde przemieszczenie cylindra o pojemności 100 ml. W przypadku papierów bardziej nieprzepuszczalnych wymagania czasowe stają się tak ekstremalne, że preferowane są inne techniki.

Opór powietrza papieru TAPPI T 460 (metoda Gurleya)

Metoda ta mierzy objętość powietrza przepływającego przez próbkę testową i ewentualne przecieki powietrza przez powierzchnię. Z tego powodu nie nadaje się do papierów o chropowatych powierzchniach, których nie można bezpiecznie ścisnąć, aby zapobiec znacznym przeciekom na powierzchni i krawędziach.

W przypadku podobnej metody pomiaru oporu powietrza, która bada papier przy wyższym ciśnieniu (około 3 kPa) i charakteryzuje się wyższą rozdzielczością pomiaru mniejszych objętości powietrza, obowiązuje norma „TAPPI T 536 Opór powietrza papieru (metoda Gurleya wysokociśnieniowa)”. W przypadku metody pomiaru przepuszczalności powietrza przy ciśnieniu do 9,85 kPa, wykorzystującej zarówno mniejsze, jak i większe powierzchnie testowe, obowiązuje norma „TAPPI T 547 Przepuszczalność powietrza papieru i tektury (metoda Sheffield)”.

Norma TAPPI T 460, powszechnie stosowana standardowa metoda testowania, stanowi wiarygodny sposób pomiaru odporności papieru na przenikanie powietrza, co jest ważnym wskaźnikiem jego porowatości, czyli przepuszczalności powietrza.

Ta metoda badawcza pozwala określić opór powietrza papieru poprzez pomiar czasu (w sekundach), w jakim konkretna objętość powietrza (zwykle 100 ml) przepływa przez określony obszar próbki papieru przy stałej różnicy ciśnień.

Obszar testowy to okrągła przestrzeń o powierzchni około 6,45 cm². Różnica ciśnień wynosi 1,22 kPa, a zalecany zakres wynosi od 5 do 1800 sekund na 100 ml przemieszczonego powietrza. Jednostki są zazwyczaj podawane w sekundach Gurleya. Wyższe wartości sekund Gurleya oznaczają wyższy opór powietrza (mniejszą porowatość), co oznacza, że ​​papier jest gęstszy lub bardziej zwarty. Niższe wartości oznaczają wyższą porowatość (łatwiejszy przepływ powietrza).

Metoda Gurleya wykorzystuje densometr Gurleya, przyrząd, który wywiera niewielkie ciśnienie, aby przetłoczyć powietrze przez ściśniętą próbkę papieru. Urządzenie zazwyczaj zawiera cylinder z uszczelnieniem płynnym lub materiałem grawitacyjnym, który wytwarza ciśnienie. Papier jest mocno ściśnięty, aby zapobiec przeciekom na krawędziach. Powietrze przepływa przez próbkę, a czas potrzebny do przepłynięcia określonej objętości jest rejestrowany.

Ta metoda wiąże się z przesiąkaniem powierzchniowym, dlatego odpowiednie skompresowanie jest kluczowe. Nie nadaje się do bardzo grubej tektury ani materiałów podatnych na znaczne przesiąkanie krawędzi/powierzchni.

Opór powietrza w papierze pośrednio odzwierciedla różne właściwości strukturalne i funkcjonalne papieru:

  • Stopień analizy: Cieńsze włókna tworzą gęstsze warstwy o większej rezystancji.
  • Chłonność: wpływa na wchłanianie tuszy, olejów, wody i klejów.
  • Gęstość pozorna: Gęstsza sieć włókien zwiększa opór.
  • Skuteczność filtracji: Jest to parametr krytyczny w przypadku papierów filtracyjnych i materiałów stosowanych w filtracji powietrza/cieczy.
  • Możliwość drukowania i powłoki: czynniki te mają wpływ na to, czy tusz utrzymuje się na powierzchni, czy jest wchłaniany.
  • Procesy produkcyjne: Papiery o wysokiej wytrzymałości umożliwiają przetwarzanie próżniowe (np. usuwanie arkuszy w trakcie operacji konwersji).

W przypadku papieru pochodzącego z recyklingu krótsze włókna skutkują zazwyczaj większą porowatością (niższą wartością sekund Gurleya) w porównaniu z papierem z włókien pierwotnych.

Czas testowania papierów o wysokiej nieprzepuszczalności może być nadmiernie długi. W takim przypadku zaleca się zastosowanie metod alternatywnych.

Metoda ta może wiązać się z przesiąkaniem powierzchniowym, co czyni ją mniej odpowiednią do materiałów o luźnej strukturze.

Test ten pozostaje podstawowym elementem kontroli jakości w przemyśle celulozowo-papierniczym, opakowaniowym i pokrewnych gałęziach przemysłu, gwarantując spójną jakość materiałów.

Norma TAPPI T 460 to podstawowy test służący do pomiaru oporu powietrza (lub odwrotnie, porowatości/przepuszczalności) papieru metodą Gurleya, stosowany w przemyśle celulozowo-papierniczym, opakowaniowym, poligraficznym i pokrewnych. Zapewnia znormalizowaną, powtarzalną metodę pomiaru łatwości przepływu powietrza przez papier, stanowiąc kluczowy pośredni wskaźnik różnych istotnych właściwości materiału i jego parametrów użytkowych.

Normę tę uważa się za ważną z następujących powodów:

  • Kontrola jakości w produkcji: Opór powietrza to szybki, nieniszczący test kontrolny stosowany bezpośrednio na maszynach papierniczych. Pomaga on monitorować spójność produkcji, odzwierciedlając takie czynniki, jak grubość włókien, formowanie arkuszy, kompresja i zaklejanie. Wahania w sekundach Gurleya wskazują na problemy w procesie produkcji papieru już na wczesnym etapie, zapewniając jednorodną jakość produktu.
  • Przewiduje chłonność i przepuszczalność cieczy: Wyższy opór powietrza (dłuższe czasy Gurleya) wiąże się z niższą porowatością. Oznacza to mniejszą penetrację cieczy, takich jak tusze, lakiery, oleje, woda czy kleje. Jest to kluczowe dla:
  • Jakość druku: sprawdza, jak tusz układa się na powierzchni (wyraziste wydruki) i czy nie występuje nadmierne wchłanianie (rozmycie lub rozmazywanie).
  • Powłoki i klejenie: Zapewniają odpowiednią przyczepność i wydajność na papierach powlekanych.
  • Umożliwia zautomatyzowane przetwarzanie w produkcji: Papiery o odpowiednio wysokim oporze powietrza (niskiej porowatości) mogą być efektywnie przetwarzane na liniach przetwórczych, pakujących i drukarskich (np. do produkcji pudełek z tektury falistej lub arkuszowych) za pomocą kolektorów próżniowych, przyssawek lub podnośników. Niski opór może prowadzić do błędów w transporcie, a w konsekwencji do przestojów.
  • Ocena wydajności filtracji i oddychalności: Test ten ocenia wydajność materiałów wymagających kontrolowanego przepływu powietrza lub gazu, takich jak:
  • Bibuły filtracyjne (np. do filtracji powietrza/cieczy).
  • Tkaniny włókninowe, porowate torby lub oddychające membrany (np. do zastosowań medycznych lub opakowaniowych).
  • Wykazują one cechy strukturalne: wartości Gurleya pośrednio mierzą:
  • Gęstość pozorna i struktura w kierunku Z (grubość).
  • Różnice między włóknami pierwotnymi i poddanymi recyklingowi (włókna poddane recyklingowi mają zazwyczaj krótsze pasma, co przekłada się na większą porowatość).
  • Zależności między ogólną szczelnością i wytrzymałością papieru.

Nasza organizacja, dysponująca kompetentną i doświadczoną kadrą, od wielu lat rozumie potrzeby klientów, oferując im zaawansowane usługi testowe oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowania dla firm zgodnie z normą „TAPPI T 460 Paper Air Resistance (Metoda Gurleya)”.

WhatsApp