DIN 53109 Skúšky papiera a kartónu - Stanovenie opotrebenia metódou opotrebovacieho kolesa

Norma „DIN 53109 Skúšky papiera a kartónu - Stanovenie opotrebenia metódou opotrebovacieho kolesa“, ktorú vydal Nemecký inštitút pre normalizáciu (DIN), opisuje testovaciu metódu na hodnotenie odolnosti papiera a kartónu voči oderu (odolnosť voči treniu alebo odolnosť povrchu voči oderu).

Táto norma opisuje, ako určiť povrchové opotrebenie (abrazívum) suchých a mokrých vzoriek papiera a kartónu pomocou rotujúceho opotrebovacieho kolesa. Toto simuluje mechanické namáhanie, ktorému môžu byť papierové výrobky vystavené počas manipulácie, tlače, balenia, spracovania alebo používania. Napríklad trenie o iné povrchy, preprava na dopravných pásoch alebo opakovaný kontakt pri každodennom používaní.

Táto norma sa vzťahuje najmä na:

Natieraný a nenatieraný papier
Tlačiarenský papier
Baliace kartóny
Špeciálne papiere vyžadujúce dobrú odolnosť povrchu.

Táto metóda pomáha výrobcom, spracovateľom a laboratóriám kontroly kvality posúdiť, ako dobre povrch papiera odoláva treniu bez nadmerného prašenia, trhania, škrabania alebo straty náteru.

Táto skúška používa rotačný abrazív typu Taber (zvyčajne Taberov abrazívny alebo abrazívny kotúčový tester), bežne používaný prístroj uvedený v mnohých ďalších normách.

Typické nastavenie je nasledovné:

Kruhová vzorka papiera/kartónu je umiestnená na otočnom stole.
Dva brúsne kotúče (zvyčajne CS-10, CS-17 alebo podobné flexibilné kotúče s gumovým spojom) sa pritlačia na povrch špecifickým zaťažením (zvyčajne 500 g alebo 1000 g na kotúč).
Keď sa kolesá pohybujú v opačnom smere, otočný tanier sa otáča a vytvára abrazívny efekt.
Test pokračuje počas určitého počtu cyklov alebo kým sa nedosiahne určitý koncový bod (napr. viditeľné opotrebenie, určitá strata hmotnosti alebo neprijateľná zmena povrchu).
Výsledky sa vo všeobecnosti vyjadrujú takto:
Počet cyklov leptania potrebných na dosiahnutie bodu zlyhania/koncového bodu
Strata hmotnosti po určitom počte cyklov (v mg)
Vizuálne posúdenie leptaného povrchu.

Táto norma obsahuje ustanovenia pre testovanie v suchých aj mokrých podmienkach. To je dôležité, pretože mnohé papiere sa správajú odlišne, keď je prítomná vlhkosť (napr. nenatierané alebo ľahko glejené druhy majú slabšiu odolnosť voči oderu za mokra).

Základné vybavenie použité pri testoch je nasledovné:

Rotačný stroj na testovanie opotrebenia (Taber)
Presné analytické váhy (na gravimetrické vyhodnotenie)
Brúsne kotúče (špecifikované typy a kalibračné postupy)
Vákuový systém na odstraňovanie opotrebovaných častíc počas testovania.

Táto metóda je veľmi podobná (a často sa na ne aj používa) nasledujúcim štandardom:

ISO 9352 Plasty - Stanovenie odolnosti proti opotrebovaniu s brúsnymi kotúčmi.
ASTM D3884 Štandardná smernica pre odolnosť textilných tkanín voči oderu (brúsivo s rotačnou plošinou)
Normy DIN 53754, DIN 53799 a DIN 52347
TAPPI T 476 Strata oderu papiera a kartónu

Mnohé moderné modely Taber uvádzajú medzi svojimi normami aj súlad s normou DIN 53109.

V papierenskom priemysle je dobrá odolnosť voči oderu kľúčová pre:

Trvanlivosť tlače (žiadne odlupovanie ani prášenie papiera počas ofsetovej, flexografickej alebo digitálnej tlače)
Výkon balenia (odolnosť voči treniu v plniacich linkách alebo počas prepravy)
Etiketovací a oddeľovací papier
Dekoratívne a nábytkové lamináty na báze papiera

Nízke hodnoty opotrebenia môžu viesť k problémom pri výrobe, sťažnostiam zákazníkov alebo zlyhaniu produktu na konci používania.

Stručne povedané, norma DIN 53109 obsahuje štandardizovanú metódu na stanovenie odolnosti papiera a kartónu voči oderu pomocou metódy oderuvzdorného kolesa. Hlavným účelom normy je poskytnúť opakovateľný laboratórny postup na meranie odolnosti vzorky papiera alebo kartónu voči povrchovému oderu (opotrebovaniu). To je dôležité v odvetviach, kde sú papierové výrobky vystavené treniu a poškodeniu povrchu počas manipulácie, spracovania, tlače, balenia alebo konečného použitia.

Podľa týchto noriem je metóda použiteľná pre suché aj vlhké papierové a kartónové substráty, čo odráža reálne podmienky, v ktorých sa s materiálmi môže manipulovať s rôznymi úrovňami vlhkosti.

Odolnosť proti oderu je ukazovateľom trvanlivosti povrchu papiera a kartónu. Pomáha merať tendenciu povrchu materiálu k opotrebovaniu pri trení. Vyššia odolnosť proti oderu vo všeobecnosti znamená odolnejší povrch, ktorý si zachová svoju integritu a vzhľad mechanickým spracovaním alebo trecím kontaktom.

Metóda brúsenia kotúčom špecifikovaná v norme DIN 53109 postupuje podľa týchto krokov:

Príprava vzorky: Vzorky papiera alebo kartónu sa kondicionujú a pripravujú podľa definovaných pravidiel pre veľkosť a obsah vlhkosti.
Skúšobné zariadenie: Používa sa štandardizované zariadenie s brúsnym kotúčom. Kotúč sa otáča oproti povrchu testovanej vzorky pod kontrolovaným tlakom.
Testovacie podmienky: Pre suché a vlhké podmienky boli definované samostatné postupy, aby sa zohľadnili rôzne procesné prostredia.
Skúšobný postup: Brúsny kotúč sa aplikuje na každú vzorku za špecifikovaných parametrov (zaťaženie, rýchlosť, počet cyklov).
Posúdenie: Po cykloch oderu sa meria miera opotrebenia. Opotrebenie sa môže merať vizuálnym posúdením, úbytkom hmotnosti, zmenou povrchu alebo inými kritériami v závislosti od metódy.

Táto norma tiež podrobne opisuje kalibráciu, metódy odberu vzoriek, požiadavky na vybavenie a formáty podávania správ s cieľom zabezpečiť konzistentnosť medzi laboratóriami.

Odolnosť proti oderu je jedným z mnohých mechanických a povrchových parametrov používaných pri kontrole kvality papiera a kartónu. Vysoká odolnosť proti oderu je obzvlášť dôležitá pre materiály používané v nasledujúcich oblastiach:

Grafické umenie a tlačené médiá sú oblasti, v ktorých dochádza k opakovanému namáhaniu pri manipulácii a tlači.
Baliaci kartón musí odolávať manipulácii a mechanickému treniu.
Špecializované papiere sú oblasti, kde povrchové vlastnosti ovplyvňujú funkčnosť.

Norma DIN 53109 definuje spoločnú testovaciu metódu, ktorá zabezpečuje, aby výrobcovia, testeri a kupujúci hovorili rovnakým jazykom pri porovnávaní odolnosti voči opotrebovaniu medzi produktmi a šaržami.

Zatiaľ čo norma DIN 53109 sa zameriava na opotrebenie, iné normy pokrývajú rôzne vlastnosti papiera (napr. pevnosť v ťahu, tvrdosť, drsnosť). Norma DIN 53109 konkrétne definuje testovanie opotrebenia z hľadiska povrchového oderu.

Záverom možno povedať, že norma DIN 53109 poskytuje jasnú a opakovateľnú metódu na určenie, ako dobre papier a kartón odolávajú povrchovému oderu pri trení. Táto štandardizovaná skúška oderu na kotúči podporuje zabezpečenie kvality vo výrobe, porovnávanie materiálov a výkonnostné špecifikácie pre rôzne papierové výrobky.

Naša organizácia s kompetentnými a skúsenými zamestnancami už mnoho rokov rozumie potrebám svojich klientov, poskytuje im pokročilé testovacie služby, ktoré potrebujú, a pomáha im pri zavádzaní, implementácii a zlepšovaní systémov manažérstva. V tomto rámci poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou DIN 53109.