3.4.2. Испытания бумаги

Всевозможные общепринятые методы испытаний бумаги собраны Германским Институтом Стандартизации (DIN) и в информационных проспектах Ассоциации химиков и инженеров по целлюлозе и бумаге. Но международные (ISO) и европейские (EN) стандарты постоянно прогрессируют, в частности, в технических соглашениях. Следующий обзор, в основном, ограничивается описаниями германских стандартов. Перечисленные ниже методы, как показала практика, пригодны для испытаний печатной бумаги.

Белизна, степень белизны

Brightness — эта величина показывает отражение света при действующей длине волны 457 Нм (синяя часть спектра). Она измеряется как коэффициент отражения R457 с помощью рефлектометров. Определение: DIN 53145, Часть 1 и 2; значение в %.

Гелио-испытание

Helio-test — это испытание позволяет оценить результат печати при глубокой печати, в частности, отсутствие точек и пятен, т.е. видимых белых точек вследствие несовершенной печати полу- и четвертьтонов. Определение: с помощью устройства IGT с Гелио-тестером. Значение выражает длину испытательного участка (в мм), которая содержит 20 пропущенных точек. Если на всей длине испытательной полоски содержится менее 20 точек, то вместо этого подсчитывают количество точек.

Гидрорасширение, продольное/поперечное

Испытание на гидрорасширение проводится для определения изменения длины бумаги в результате изменения влажности окружающей среды. Значения измеряются в машинном направлении и/или перпендикулярно ему. Определение: DIN 53130. Значение расширения или сжатия в %.

Гладкость/шероховатость

Smoothness — эти параметры описывают равномерность поверхности бумаги. Согласно Бекку, гладкость зависит от формы, общего объема и распределения неравномерных участков, образующихся между поверхностью бумаги и идеальной плоскостью при заданных условиях контакта между ними. Измеряется значение времени, необходимое для извлечения определенного количества воздуха при заданном перепаде давлений из области между поверхностью бумаги и тщательно отполированной стеклянной поверхностью, которая почти идеально плоская. Определение: DIN 53107 с использованием испытательного устройства Бекка; значение в Бекк-s (большое значение s = высокий уровень гладкости); DIN 53108 с использованием испытательного устройства Бендтсена; значение в мл/мин (большое значене Бендтсена = высокий уровень гладкости).

Глянец

Gloss — это визуальная характеристика, которая все еще не поддается точному измерению или физическому описанию. Эффект глянца в большой степени определяется воспринимаемой областью отражения (в отличие от диффузной области). Воспринимаемая область может быть измерена для ряда различных углов освещения или наблюдения. Описание: в соответствии с DIN 54502 (геометрия 4557).

Древесная масса, присутствие

Mechanical pulp, wood pulp — качественно на присутствие древесной массы указывает окраска испытательного участка непосредственно раствором флороглюцина. Если бумага приобретает красную окраску, то это свидетельствует о наличии древесной массы. Для получения количественных данных образец волокна из пробы бумаги окрашивают раствором хлора/цинка/йода и затем подсчитывают с помощью микроскопа количество окрашенных волокон древесной массы.

Зольность

Ash content — содержание золы определяется как остаток после сжигания бумаги и охлаждения. Эта величина дает представление о количестве неорганических веществ, в частности, наполнителей и пигментов, содержащихся в бумаге. Определение: DIN 5437; значение: процентное содержание по массе.

Машинное направление (направление волокон)

Machine direction (MD) — машинное направление бумаги — это преобладающее направление волокон. Его может определить и неспециалист.

Испытание 1: Увлажните одну сторону листа бумаги. Бумага изогнется в направлении, перпендикулярном направлению волокон, поскольку в этом направлении волокна могут расшириться легче всего.

Испытание 2: Надорвите бумагу на двух сторонах, находящихся под прямыми углами друг к другу. Та сторона, где разрыв бумаги происходит по более или менее прямой линии, показывает машинное направление. Это связано с тем, что бумага рвется параллельно направлению волокон. В поперечном направлении бумагу разорвать труднее, и сам разрыв будет неровным и изогнутым, поскольку он воздействует на волокна вертикально.

Испытание 3: Проведите оба края бумаги между ногтями вашего большого и среднего пальца. В машинном направлении легкое давление вашего ногтя не окажет никакого воздействия, тогда как в поперечном направлении оно вызовет появление слабой волнистости.

Непрозрачность

Opacity — определяется как непроницаемость данной бумаги для света. Определение: DIN 53146; значение в %.

Плотность

Substance — хотя это и не совсем корректно, в повседневной практике под плотностью часто понимают вес 1м² бумаги. В действительности плотность определяется исходя из толщины (мм) и массы кв.метра (г/м²) и измеряется в г/м³

Проникновение краски

Ink penetration — это скорость, с которой жидкие компоненты краски проникают в материал. Проникновение краски частично зависит от пористости материала, а частично от состава связующего в краске. Определение: проникающая краска печатается на бумаге с помощью испытательной печатной машины Пруфбау. Через заданное время отмаранную печать наносят на стандартную испытательную бумагу; значения выражаются через плотность окраски или показания рефлектометра для запечатанных участков.

Прочность на изгиб

Folding strength — это сопротивление бумаги упругому изгибу. При этом испытании бумагу не изгибают слишком сильно, чтобы она не разорвалась. Сопротивление бумаги изгибу определяют либо динамическим методом (метод длины собственной частоты), либо статическим методом (метод стержня). Определение: DIN 52123, часть1 — метод длины собственной частоты и DIN 53121 — метод стержня; значение в Н/мм.

Разрывная длина

Breaking lenght — разрывная длина — это расчётная предельная длина полоски бумаги или картона постоянной ширины, причем при превышении этой длины полоска, которая была бы подвешена за один конец, разорвалась бы под действием собственного веса. Определение: DIN 53112, часть 1; значение: в метрах.

Собственное сопротивление разрыву

Эта величинапоказывает сопротивление бумаги разрыву после начального надрыва. DIN 53115, с использованием испытательного устройства Брехт Имсет; значение в Дж/м.

Сопротивление выщипыванию в сухом и влажном состоянии

Picking resistance — эти значения описывают сопротивление бумаги выдергиванию частиц с поверхности бумаги при офсетной печати. Это произойдет, если способность к схватыванию самой краски (т.е. ее липкость) больше, чем способность к схватыванию между покровным слоем и бумагой- основой, либо всей волокнистой структуры.

Испытание на выщипывание в сухом состоянии: краска для испытания на выдергивание наносится на сухую бумагу с помощью испытательной печатной машины Пруфбау. Во время испытания скорость печати непрерывно повышается. Измеряется значение скорости, необходимое для выдергивания частиц.

Испытание на выщипывание во влажном состоянии: краска для испытания на выдергивание наносится на слегка увлажненную бумагу при постоянной скорости с помощью испытательной печатной машины Пруфбау. Измеряется значение визуальной оценки степени выдергивания частиц по условной шкале от 1 (= выщипывание отсутствует) до 6 (= очень сильное выщипывание).

Сопротивление излому

Folding strength — это прочность бумаги при перегибе на 180о при заданном растягивающем усилии до ее разрушения. Описание: ISO 5626; например, с помощью машины Шоппера; значение — количество двойных перегибов, которое может быть достигнуто.

Сопротивление истиранию

Scuff resistance — эта величина описывает сопротивление истиранию бумаги или краски на бумаге. Испытания могут проводиться для сухого или слегка увлажненного запечатанного испытательного отрезка. Описание: Используется устройство для испытания на истирание Пруфбау Картант или Озер; затем визуально определяется степень истирания.

Толщина

Thickness — это расстояние по вертикали между двумя параллельными поверхностями бумаги при заданном давлении на поверхность. Определение: DIN 53105, часть 1, с использованием микрометра при заданном давлении на поверхности; значение: в микрометрах, миллиметрах.

Удлинение при разрыве (прочность при растяжении)

Stretch at break (Resistance to tensile strain) — это удлинение, измеренное в момент разрушения испытательной полоски бумаги или картона, причем условия растяжения определяются стандартным методом испытаний. Обычно оно выражается в процентах от первоначальной длины образца. Прочность при растяжении — это максимальное растягивающее усилие на единицу ширины, которое бумага или картон могут выдерживать перед разрушением, при условиях, определенных в стандартном методе испытаний. Если известны прочность при растяжении (N), соотношение между массой и площадью (г/м2) и ширина (мм), можно рассчитать разрывную длину (м). Определение: DIN 53112, Часть 1 с использованием устройства для испытаний на растяжение; значение в N (прочность при растяжении) и в % (удлинение при разрыве) [14].