книги из ГПНТБ / Сидорова А.В. Лаборатория полиграфического предприятия

Состав бумаги по волокну

Состав бумаги и картона по волокну (композицию) определяют по ГОСТу 7500—65, а композицию матрич­ ного картона по ГОСТу 7626—55.

Состав по волокну характеризуется следующими данными:

род волокна, из которого состоит бумага или картон; процентное соотношение различных волокон; степень размола волокна.

Эти показатели определяют исследованием под мик­ роскопом при увеличении 80—120* (биологический мик­ роскоп типа МБИ-1). Для облегчения определения рода волокон применяют реактив: раствор хлорцинк — йода.

Микроскоп должен иметь следующие принадлежно­ сти:

1.Предметные стекла (из бесцветного стекла) разме­ ром 25X75 мм, толщиной 1,5—2 мм;

2.Покровные стекла размером 18Х 18 или 20X20 мм, толщиной 0,17 мм;

3.Окулярный микрометр с измерительной шкалой в 10 или 5 мм, разделенной соответственно на 100 или 50 частей;

4.Объект — микрометр — стеклянная пластинка типа предметного стекла. В центре пластинки имеется нарез­ ная шкала с делением в 0,01 мм;

5.Препарировальные иглы и копья;

6.Подставка для приготовления препарата;

7.Фильтровальная бумага;

е) дистиллированная вода.

10. Прочие принадлежности: набор пробирок, фарфо­ ровые чашки, химические стаканы, пипетки, стеклянные палочки, пинцет, толстое стекло или фарфоровая пла­ стинка, светонепроницаемая бумага, хромовая смесь, замша, чистая мягкая ткань, секундомер.

перпендикулярным направлениям две одинаковые по­ лоски длиной около 20 мм и шириной 15 мм складывают вместе и держат за один конец, оставляя свободные кон­ цы в воздухе. Полоска долевого направления дает мень­ ший изгиб.

Масса 1 м2 (ГОСТ 13199—67). Необходимые прибо­ ры: аналитические весы; технические весы (для картона); квадрантные весы—НВ-50 для бумаг массой 5—10 г/м2, НВ-180 для бумаг массой 10—180 г/м2, НВ-450 для бу­ маг и картона массой 10—450 г/м2, НВ-1000 для карто­ на массой до 1000 г/м2.

Взвешивают каждый образец отдельно (размер об­ разца 200X200 мм, допуск ± 0,5 мм), пересчитывают по­ лученное значение в г на массу 1 м2. Точность взвешива­ ния: 0,001 — при массе бумаги менее 25 г/м2, 0,01 — при массе бумаги 25— 100 г/м2, 0,05 — при массе бумаги бо­ лее 100 г/м2.

При работе на квадрантных весах стрелка весов сразу показывает массу 1 м2 бумаги.

Масса 1 м2 покровного слоя мелорельефной бумаги.

Приборы и материалы: аналитические весы; 1%-ный ра­ створ едкого натра.

Определяют разницу ,в массе бумаги с покровным слоем и основы после растворения покровного слоя ще­ лочью и его удаления.

Толщина бумаги и картона (ГОСТ 13199—67). Необ­ ходимые приборы: для бумаги — толщиномеры ТИБ, ТИБ-1, ТНБ-5 или Шоппера, толщиномер ТИБ-01 для тонкой бумаги; для картона — толщиномер ТИК, ТИК-10, допускается и штангенциркуль; для листового картона толщиномер ТК-600.

Измеряют толщину образца в мкм при удельном дав­ лении 1 кгс/см2. Площадь соприкосновения измеритель­ ных пластинок 2 см2.

Объемная масса — масса 1 см3 бумаги в г (ГОСТ 13199—67). Объемную массу бумаги D (в г/см3) опре­ деляют расчетным способом:

а — масса 1 м2, г; b — толщина, мкм.

Прочностные свойства

Прочность на разрыв (ГОСТ 13525.1—68) Необходи­ мые приспособления: для бумаги — разрывная машина РМБ-3 (или РМБ-10М, РМБ-10-2-М, РМБ-ЗОМ, РМБ-30-2М) или динамометр; для картона—динамометр модели ФМА Па-500, или разрывная машина РМК-500.

Определяют разрушающую силу при растяжении по­ лоски бумаги или картона стандартной ширины (15 мм) и выражают либо разрывным усилием в кгс, либо раз­ рывной длиной, которая представляет собой расчетную величину длины бумажной ленты, разрывающейся от собственного веса.

где L — разрывная длина, м; F — разрывное усилие, г; h — ширина полоски, м; g — масса 1 м2 бумаги, г.

Показатель разрывной длины позволяет сравнивать прочность образцов бумаги независимо от их толщины.

Примечание.

В зависимости от вида испытуемой бумаги и картона динамометры бывают трех видов:

1) динамометры для испытания тонких бумаг со сме­ няющимися грузами и с двумя шкалами для отсчета нагрузки от 0 до 500 гс и от 0 до 3—5 кгс;

2)динамометры для испытания обычных сортов бу­ маги со сменяющимися грузами и с двумя шкалами для отсчета нагрузки от 0 до 5 и от 0 до 30 кгс;

3)динамометр для испытания картона со сменяющи­ мися грузами и с тремя шкалами для отсчета нагруз­ ки от 0 до 100, от 0 до 250 и от 0 до 500 кгс.

Динамометры отличаются друг от друга конструк­ тивными особенностями, но принцип их работы один и тот же. Новые виды разрывных машин снабжены при­ способлениями для автоматического вычерчивания кри­ вых, показывающих ход процесса разрыва — постепен­ ное изменение нагрузки и удлинение (такие машины тре-

буются только при проведении в лаборатории исследова­ тельских работ).

Прочность на излом (ГОСТ 13525.2.8—68). Приборы: для бумаги — И-1, И 1-2 или фальцер модели ДФП, для картона — И2-1 или фальцер модели ДФК.

Определяют число двойных перегибов полоски бума­ ги на 180°, которые выдерживает до разрыва испытуе­ мый образец шириной 15 мм под растягивающим усили­ ем в 1 кг.

Сопротивление продавливанию (ГОСТ 13525—68).

Необходимые приборы: СПБ,ПР-1 (гидравлический) или Шоппера—Даллена пневматический, для картона СКП.

Определяют давление (в кгс/см2), прикладываемое при стандартных условиях перпендикулярно к поверхно­ сти круглого образца бумаги или картона, при котором происходит разрушение образца.

Примечание.

При работе с прибором Шоппера—Даллена пользуют­ ся только сжатым воздухом, поставляемым в балло­ нах. Кислород не может быть применен, так как ма­ нометры проверены маслом и при наличии остатков масла в манометрах может произойти взрыв.

Манометры приборов должны быть использованы со­ ответственно прочности испытуемых материалов, в противном случае манометр с меньшим пределом из­ мерения нагрузок будет перегружен и поврежден.

Сопротивление картона надлому (ГОСТ 13525.3—68).

На приборе НК-1 или НК-2 определяют угол изгиба и на­ грузку в кгс/мм2, при которой надламывается поверх­ ностный слой картона.

Сопротивление раздиранию (ГОСТ 13525.3—68). На аппарате Р-1 определяют нагрузку в кг, при которой про­ исходит раздирание бумаги.

Сопротивление изгибу. На приборе ОБИ (Гознака) определяют угол изгиба в градусах.

Прочность кромки бумаги на надрыв. На приборе НК-3 (Гознака) определяют нагрузку (в кгс/мм), при которой происходит надрыв бумаги.

Прочность поверхности бумаги. Существует несколь­ ко методов определения этого показателя:

1)на разрывной машине РМБ-10-2М или РМБ-30-2М

вкомплекте с приспособлением для определения проч­ ности поверхности бумаги (в комплект входят латунные

пластинки АГІВ-4М, приспособление АПВ-2 для отры­ ва образцов, шеллак или клеящий карандаш; сажа газо­ вая капальная; термостат; щипцы).

Метод основан на определении усилия, необходимо­ го для отрыва полоски бумаги, приклеенной к металли­ ческой пластинке. Величина прочности поверхности оп­ ределяется усилием отрыва и выражается в г/см;

2) на пробопечатном устройстве ИГТ или Фогра. Принцип определения заключается в следующем: по­ лоску бумаги запечатывают краской с нарастанием ско­ рости печатания. Показатель прочности — скорость пе­ чатания до момента срыва поверхностного слоя бумаги. Условия печатания — эталонная краска, постоянная тол­ щина красочного слоя — 2 мкм. Методика определения может быть несколько видоизменена вследствие исполь­ зования нескольких красок разной липкости. Липкость краски, при которой происходит срыв поверхности бума­

ги, является мерой прочности поверхности; 3) с помощью восков Денисона (определяется проч­

ность покровного слоя мелованной бумаги). С помощью нескольких палочек, изготовленных из восков различной липкости, определяют, какая из них при отрыве повреж­ дает поверхность бумаги.

Для этого поочередно каждую из восковых палочек нагревают до тех пор, пока не упадет несколько расплав­ ленных капель. Затем быстро прижимают расплавлен­ ный конец к поверхности бумаги. После остывания (че­ рез 10—15 мин) полоску отрывают от бумаги и оценива­ ют степень повреждения поверхности бумаги. Воски про­ нумерованы в зависимости от степени липкости. Проч­ ность поверхности выражают цифрой, соответствующей наибольшему номеру воска, при котором не наблюдает­ ся выщипывание.

Деформационные свойства

Существует несколько методов контроля деформации бумаги под действием механических усилий.

1. Одноосное растяжение с постоянной скоростью.

Прибор — разрывная машина (см. с. 132).

Методика определения аналогична методике опреде­ ления разрывной длины бумаги. На второй шкале при­ бора фиксируется показатель относительного удлинения (растяжимость) бумаги в процентах до момента раз­ рыва.

Определение деформации растяжения при постоянной скорости может быть проведено на динамометрах с авто­ матической записью (вычерчивание деформационной кри­ вой «Усилие—растяжение») на приборе Андерсена и Сиоберга (Швеция) или на приборе Брехтан Фолка (ФРГ).

2. Одноосное сжатие. Прибор —■вертикальный опти­ ческий длиномер ИЗВ-1. Измерение сводится к наблю­ дению по шкале прибора изменений во времени толщи­ ны образца (глубина погружения стержня) под задан­ ным давлением. После достижения практически постоян­ ного значения (предельного) уплотнения давление на об­ разец уменьшается и фиксируется кинетика спада де­ формации — восстановление первоначальной толщины образца.

3. Одноосное растяжение при постоянной нагрузке на приборе ЖБ-2. Полоску бумаги, жестко закрепленную между двумя зажимами в горизонтальном положении, прогибают в вертикальном направлении, нажимая на ее середину тонкой нагруженной пластинкой. Происходит практически мгновенное приложение постоянной нагруз­ ки равной 1 кгс. Стрела прогиба бумаги пропорциональ­ на ее одноосному растяжению и служит мерой жестко­ сти при этой деформации. Упругую деформацию опреде­ ляют после определения удлинения при грузе 100 г и выражают абсолютной величиной удлинения в мкм.

4. Изгиб или прогиб свободно висящей полоски бу* маги. Определяют угол провисания стрелы прогиба или длину проекции полоски бумаги, закрепленной за один конец.

Угол провисания отсчитывают по транспортиру, а дли­ ну проекции — по специальной шкале. Деформацию про­ гиба определяют на приборе прогиба по показателю усилия, необходимого для преодоления упругого сопро­ тивления образца прогибу. При этом полоску бумаги зажимают в зажимах горизонтального стержня так, что­ бы образовалась дуга, направленная выпуклой стороной вниз, которая касается чашки весов, приведенных в рав­ новесие. Стержень с образцом бумаги опускается вниз на 1 см, полоска бумаги прогибается при касании чашки весов и выводит их из состояния равновесия.

Для уравновешивания весов на свободную чашку кладут груз, равный усилию, необходимому для проги­ бания полоски бумаги. Это усилие F (г) или условный

модуль упругости Е (г/см2) сечения образца является мерой жесткости бумаги па прогиб.

5.Местное одноосное уплотнение на приборе Б-1.

Метод основан на определении изменения гладкости бу­ маги при увеличении давления.

6.Определение упругости бумаги путем испытания образца на изгиб на приборе ЖБИ. Деформация образ­ ца измеряется по отношению тарированного маятника. Прибор позволяет испытывать образцы в вертикальном

игоризонтальном положении.

Структура поверхности и молекулярно­ поверхностные свойства бумаги

Гладкость бумаги (ГОСТ 12795— 67)

Измеряют с помощью приборов Б-1 или АПГ и секун­ домера.

Определяют время, необходимое для прохождения определенного объема воздуха (10 мл) между поверх­ ностью бумаги и стеклянной полированной пластинкой при разряжении 0,5 атм и при давлении на бумагу 1 кгс/см2. Определяют с лицевой и сеточной сторон на разных участках одного образца. Гладкость выражают числом секунд, требующихся для прохождения 10 мл воздуха.

В приборе АПГ в отличие от прибора Б-1 не приме­ няется ртуть, что улучшает условия его эксплуатации. Измерение времени производится электрическим секун­ домером, встроенным в прибор.

Профиль поверхности

Применяются несколько методов.

1. Метод контактного ощупывания поверхности, при котором определяется максимальная или средняя высо­ та неровностей профиля и расстояние между ними.

Методика определения различна в зависимости от применяемых приборов:

при работе с профилографом Браш методика осно­ вана на ощупывании поверхности участка тонкой иглой и отсчете по шкале значений неровностей или непосред­ ственным автоматическим вычерчиванием на графике увеличенного изображения профиля поверхности;

при работе с профилографом-профилометром «Калибр

ВЭЙ 201» определяют макро- и микронеровности поверх­ ности;

при работе с профилографом ИЗП-17М измеряют ше­ роховатости и волнистость. Получают показания на шка­ ле и запись на ленте в увеличенном масштабе.

2. Метод интерференционного измерения шероховато­ сти на микроинтерферометрах МИИ-4 или МИИ-5.

Действие микроинтерферометра основано на явлении интерференции лучей света. Прибор позволяет измерить точно углы отражения лучей от стенок мельчайших вы­ ступов и впадин на поверхности бумаги. Точность интер­ ференционного измерения достигает сотых долей микро­

метра.

3. Метод объемной оценки (макроструктуры) листа.

На оптическом длиномере ИЗВ-1, ИЗВ-2, ИЗВ-З (или оптиметре) измеряют колебания толщины листа через 0,5—1,0 мкм на участке в несколько сантиметров.

Пористость бумаги (ГОСТ 12795-67)

Приборы: прибор Б-1 со специальной крышкой, се­

кундомер.

Принцип определения тот же, что и при определении гладкости, но пропускают 100 мл воздуха через капил­ ляры образца бумаги площадью 1 см2. Для испытания необходимо иметь к прибору специальную крышку, в верхней части которой имеется четыре отверстия.

Воздухопроницаемость бумаги (ГОСТ 13525.14— 69)

Приборы: прибор ВП-2 или дензометр Шоппера. Градуированные цилиндры емкостью 10, 50, 100, 500,

1000 мл.

Измеряют объем воды, вытесненной равным объемом воздуха, прошедшего сквозь поры бумаги. Воздухопро­ ницаемость выражается объемом воздуха в мл, прошед­ шего через образец бумаги площадью 10 см2, при ва­ кууме 100 мл водяного столба.

Примечание.

При испытании пористых бумаг с большой воздухо­ проницаемостью достичь нормального вакуума — 100 мм водного столба — не удается. Тогда испыта­ ние производят при вакууме 50 мм и полученные ре­