DIN 53121 Испытания бумаги и картона — Определение жесткости на изгиб методом балки

DIN 53121 Испытания бумаги и картона — Определение жесткости на изгиб методом балки

Стандарт «DIN 53121 Испытания бумаги и картона — Определение жесткости на изгиб методом балки», опубликованный Немецким институтом стандартизации (DIN), описывает процедуры измерения жесткости на изгиб (изгибной прочности) бумаги, картона и гофрированного картона. Это свойство очень важно в бумажной и упаковочной промышленности, поскольку оно показывает, насколько хорошо материал сопротивляется изгибу или деформации под нагрузкой. Это напрямую влияет на эксплуатационные характеристики в таких областях применения, как складной картон, гофрированный картон, обложки книг и упаковочные коробки.

DIN 53121 Испытания бумаги и картона — Определение жесткости на изгиб методом балки

Жесткость на изгиб является важным параметром качества для:

  • Процессы трансформации (складывание, сгибание, вырубка)
  • Характеристики упаковки (жесткость коробки, устойчивость к сдавливанию)
  • Возможность печати и простота использования.
  • Стабильность качества продукции в процессе производства.

Низкая жесткость может привести к неплотной упаковке или плохому сохранению формы, в то время как чрезмерно высокая жесткость может вызвать растрескивание при складывании.

В этом стандарте используется метод балки, при котором узкая полоска материала сжимается с одного конца (действуя как консольная балка) или поддерживается таким образом, чтобы обеспечить контролируемый прогиб. Прикладывается сила, и измеряется результирующий изгиб/прогиб.

Стандарт DIN 53121 определяет три основных метода испытаний (хотя во многих случаях предпочтительнее четырехточечный метод):

  • Двухточечный метод (часто называемый двухточечным или консольным методом): один конец зажимается, и прогиб измеряется на заданном расстоянии.
  • Метод трех точек.
  • Четырехточечный метод (рекомендуется для большей точности, особенно для более толстых или твердых пластин): нагрузка прикладывается к двум внутренним точкам, а опоры обеспечиваются двумя внешними точками.

Жесткость на изгиб рассчитывается как отношение приложенного изгибающего момента к результирующей кривизне (или углу отклонения). Поскольку бумага анизотропна, значение обычно указывается отдельно для машинного и поперечного направлений.

Стандарт DIN 53121, особенно его двухточечный и четырехточечный варианты, технически очень похож на стандарт «ISO 5628 Бумага и картон — Определение жесткости на изгиб — Общие принципы» и, как правило, считается эквивалентным ему. Многие современные испытательные приборы имеют двойную калибровку по обоим стандартам.

В этих испытаниях используется специализированное оборудование для проверки прочности/жесткости на изгиб, например:

  • Устройства типа Табера или лучевого метода
  • Двухточечные/четырехточечные наклонные приспособления
  • Моторизованные или ручные устройства с возможностью точного измерения угла или отклонения.

В качестве примеров можно привести специализированные устройства для проверки жесткости бумаги, соответствующие стандартам DIN 53121 и ISO 5628.

Процесс тестирования, как правило, включает следующие этапы:

  • Образцы проходят предварительную обработку (обычно при температуре 23 градуса Цельсия и относительной влажности 50 процентов в соответствии со стандартом ISO 187).
  • Тестовые полоски нарезаются по заданным размерам (ширина и длина варьируются в зависимости от метода и толщины материала).
  • Образец зажимается или поддерживается.
  • Прикладывается нагрузка, или материал изгибается до определенного угла или деформации.
  • Записываются сила и отклонение.
  • Жесткость на изгиб рассчитывается (обычно автоматически устройством).
  • Выполняется несколько повторений (как в направлении движения станка, так и в поперечном направлении).

Стандарт ISO 5628 приобрел важное значение для международной гармонизации, и при этом он продолжает широко использоваться в бумажной, картонной и упаковочной промышленности в Европе и во всем мире.

Вкратце, стандарт DIN 53121 описывает метод определения прочности на изгиб (жесткости) бумаги и картона. Жесткость на изгиб — это важнейшее механическое свойство, описывающее, насколько листовой материал устойчив к изгибу под заданной нагрузкой. Это особенно важно в упаковочной, полиграфической и перерабатывающей промышленности, где структурные характеристики и несущие свойства имеют решающее значение.

Этот стандарт определяет:

  • Метод испытания для измерения прочности на изгиб.
  • Требования к испытательному оборудованию
  • Процедура подготовки образца
  • Формат оценки и отчетности

Изгибная жесткость влияет на следующее:

  • Производительность печатной машины
  • Характеристики картона и упаковки
  • Воспринимаемое качество продукции
  • Поведение при складывании и образовании складок

В стандарте DIN 53121 обычно используется метод консольного изгиба. При этом полоска бумаги или картона зажимается с одного конца, к ней прикладывается определенная сила на определенном расстоянии, и измеряется результирующий прогиб (или сопротивление изгибу).

Прочность на изгиб рассчитывается на основе следующих параметров:

  • Приложенная сила
  • Длина тест-полоски
  • Угол отклонения или смещения

Результат отражает сопротивление материала деформации.

Образцы нарезаются до заданных размеров в соответствии со стандартом DIN 53121. Испытания могут проводиться в любом направлении: в направлении движения машины или в поперечном направлении. Поскольку свойства бумаги различаются в зависимости от направления волокон, результаты следует представлять отдельно для обоих направлений.

Поскольку бумага очень чувствительна к влаге, предварительная обработка обеспечивает стабильные и воспроизводимые результаты. Результаты обычно выражаются следующим образом:

  • Сопротивление изгибу (значение, зависящее от прочности)
  • Или жесткость на изгиб (значение, связанное с моментом).

Стандарт DIN 53121 широко используется в следующих областях:

  • Производство складного картона
  • Производство печатной бумаги
  • Материалы для переплета и обложки книг.
  • Этикетки и упаковочные материалы
  • Контроль качества на бумажных фабриках и предприятиях по переработке бумаги.
  • Контроль качества поступающих товаров для производителей упаковки.
  • НИОКР по разработке новых сортов картона
  • Решение проблем, связанных со складыванием/резкой.

В контроле качества жесткость на изгиб напрямую связана со следующими факторами:

  • Стабильность продукции
  • Возможность штабелирования
  • Транспортные характеристики
  • Восприятие клиентов

Согласно стандарту DIN 53121, регулярные испытания помогают производителям следующим образом:

  • Для поддержания стабильного качества продукции.
  • Сравнение партий материалов
  • Обеспечение соответствия техническим требованиям.

Данный стандарт связан с другими международными стандартами жесткости, такими как перечисленные ниже:

  • ISO 2493 Прочность бумаги и картона на изгиб.
  • Метод испытания на жесткость TAPPI T 556

В этих стандартах могут использоваться несколько отличающиеся принципы (например, метод жесткости Табера), поэтому результаты не всегда напрямую взаимозаменяемы.

В заключение, стандарт DIN 53121 предоставляет стандартизированный, воспроизводимый метод измерения прочности бумаги и картона на изгиб. Он играет важную роль в обеспечении эксплуатационных характеристик материалов в полиграфической, упаковочной и перерабатывающей промышленности. Контролируя свойства жесткости, производители могут гарантировать механическую надежность, эффективность процесса и качество продукции.

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 в соответствии со стандартом DIN 53121.

WhatsApp