Тестер прочности бумаги при складывании TAPPI T 511 (измерительное устройство MIT)

Стандарт «TAPPI T 511 Прочность бумаги на сгиб (тестер MIT)», разработанный совместно Технической ассоциацией целлюлозно-бумажной и перерабатывающей промышленности (TAPPI) и Американским национальным институтом стандартов (ANSI), описывает метод использования устройства типа MIT для определения прочности бумаги на сгиб. Система вытяжного вентилятора поддерживает температуру фальцевальной головки на уровне комнатной температуры.

Испытательное устройство MIT подходит для бумаги любой толщины; однако, если внешние волокнистые слои бумаги толщиной более 0,25 мм рвутся при первых нескольких сгибах, испытание становится неактуальным. Процедура для устройства типа «Шоппер» описана в стандарте «TAPPI T 423 Прочность бумаги на сгибание (испытательное устройство типа «Шоппер»)».

Стандарт TAPPI T 511 определяет широко признанный стандартный метод тестирования. Этот стандарт измеряет прочность бумаги на сгибание с помощью тестера прочности на сгиба типа MIT. Этот метод определяет, сколько раз образец бумаги может быть многократно сложен под контролируемым натяжением до разрыва. Это свойство имеет решающее значение для оценки прочности и долговечности бумаги в приложениях, связанных с многократным сгибанием, складыванием или образованием складок.

Прочность на сгибание — важный показатель способности бумаги выдерживать механические нагрузки с течением времени. Этот тест особенно полезен в следующих ситуациях:

• Публикации: например, страницы книг, журналов и карты, которые часто открываются и закрываются.
• Архивные и исследования старения: оценка того, как бумага разрушается с течением времени под воздействием факторов окружающей среды.
• Упаковочная и специальная бумага: бумага, для которой важна устойчивость к растрескиванию, в том числе используемая в папках для документов, этикетках и складном картоне.

Более высокие значения прочности на изгиб, как правило, указывают на более прочное сцепление волокон и лучшую устойчивость к усталости. Этот метод тестирования полезен для контроля качества, разработки продукции и прогнозирования реальных эксплуатационных характеристик.

Устройство для тестирования, разработанное в Массачусетском технологическом институте, работает следующим образом:

• В испытательное устройство вставляется узкая полоска бумаги (обычно шириной 15 мм).
• Приложено стандартное напряжение 9,81 Н (1 кгс).
• Образец складывается взад и вперед с постоянной скоростью до тех пор, пока не сломается (двойное складывание = один полный оборот взад и вперед).
• Записывается количество сгибов, необходимых для разрушения изделия.
• Результаты обычно выражаются в виде логарифма (по основанию 10) числа двойных складок, термина, часто называемого показателем прочности складок.

В стандартной конфигурации используется система вытяжного вентилятора для поддержания комнатной температуры фальцевальной головки и предотвращения перегрева. Метод подходит для бумаги различной толщины, но при работе с очень толстой бумагой (не менее 0,25 мм) может произойти преждевременное разрыв внешнего слоя, что может снизить значимость теста.

Основные особенности этого метода заключаются в следующем:

• Соответствующие стандарты: Как правило, сравниваются со стандартами ASTM D2176, ISO 5626 и TAPPI T 423 (устройство для испытания режущих материалов) или используются совместно с ними.
• Составление отчетов: Поскольку свойства бумаги анизотропны, результаты обычно приводятся отдельно для ориентации машины и для поперечной ориентации.
• Ограничения: Не подходит для чрезмерно толстой или хрупкой бумаги; результаты могут варьироваться в зависимости от влажности и условий хранения.

Промышленные области применения данного стандарта следующие:

• Полиграфия и издательское дело: Гарантирует, что бумага для книг и журналов выдержит многократное использование.
• Сохранение и архивирование: они помогают оценить срок службы исторических документов.
• Упаковка: Оценивает устойчивость к растрескиванию сложенного картона и листов в процессе производства и эксплуатации.
• Обеспечение качества: Регулярные испытания на бумажных фабриках и перерабатывающих предприятиях.

Вкратце, стандарт TAPPI T 511 остается основополагающим тестом для оценки механической прочности в бумажной промышленности. Измеряя сопротивление бумаги многократному складыванию, он предоставляет производителям, переработчикам и конечным потребителям важные данные для выбора материалов и прогнозирования характеристик.

Для лабораторий и производителей инвестиции в калиброванную машину для испытания прочности на изгиб MIT обеспечивают надежные и стандартизированные результаты, соответствующие мировым отраслевым стандартам.

Бумажная продукция, такая как карты, банкноты, вкладыши для упаковки, книги, этикетки и специализированная техническая бумага, часто подвергается многократному сгибанию и складыванию в процессе эксплуатации. Стандарт TAPPI T 511 обеспечивает воспроизводимый способ оценки устойчивости бумаги к усталости при изгибе. По сути, он показывает, насколько хорошо бумага выдерживает многократное напряжение при складывании. Без стандартного метода сравнение долговечности различных сортов бумаги или производителей было бы ненадежным.

Описанный метод использует тестер прочности на сгибание MIT, который многократно сгибает узкую полоску бумаги под определенной нагрузкой до тех пор, пока она не порвется. Процесс работает следующим образом:

• Полоска бумаги вырезается определенного размера.
• Полоска закреплена на испытательном устройстве MIT.
• Прикладывается нагрузка с регулируемым напряжением.
• Машина многократно складывает образец под фиксированным углом.
• Записывается количество двойных сгибов до разрыва.
• Двойное складывание означает один полный цикл сгибания вперед и назад.

Результаты, как правило, выражаются следующим образом:

• Количество двойных сгибов
• Логарифм прочности на сгибание (обычно используется, поскольку результаты могут сильно различаться).

Стандарт TAPPI T 511 проверяет различные переменные для обеспечения согласованности:

• Размеры образца
• Оптимальная температура воздуха (обычно 23 градуса Цельсия и относительная влажность 50 процентов).
• Приложенное напряжение
• Угол складывания
• Скорость складывания
• Направление волокон (направление обработки и поперечное направление могут существенно различаться)

Поскольку свойства бумаги весьма разнообразны, обычно рекомендуется проводить испытания в обоих направлениях.

В ходе испытаний использовалось следующее основное оборудование:

• Устройство для испытания прочности на складывание MIT
• резак для образцов
• комната кондиционирования
• Толщиномер (необязательно для корреляционных исследований)

Испытательное устройство MIT специально разработано для многократного создания острых складок при сохранении контролируемого натяжения.

Стандарт TAPPI T 511 широко используется в следующих областях:

• Бумажные фабрики для разработки продукции и контроля качества.
• Производители упаковки оценивают складные картонные коробки и вкладыши.
• Производители защищенной бумаги (валюта, сертификаты, паспорта)
• Книжная и издательская индустрия
• Архивные бумажные тесты

Стандарт TAPPI T 511 важен, поскольку сгибание является одним из наиболее распространенных механических воздействий на бумагу. Он помогает производителям в следующем:

• Сравнение долговечности различных составов.
• Оптимизация смесей волокон
• Оценка результатов обзора
• Для оценки эффективности добавок, таких как средства, повышающие прочность во влажном состоянии или эластичность.
• Проверка соответствия техническим требованиям заказчика.

Например, очень тонкие волокна могут увеличить прочность на разрыв, но снизить прочность слоя. Длинные волокна, как правило, увеличивают сопротивление слою. Поэтому данный стандарт помогает сбалансировать прочность, гибкость и удобство использования.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем услуги по тестированию, соответствующие стандарту TAPPI T 511.