Главная · Инструмент · Сопротивление разрыву. Сопротивление продавливанию Испытания на торцевое сжатие

Сопротивление разрыву. Сопротивление продавливанию Испытания на торцевое сжатие

Сопротивление продавливанию Максимальное равномерно распределенное давление, приложенное под прямым углом к поверхности образца, которое он выдерживает до момента разрыва в условиях, определенных стандартным методом испытания.

. 2010 .

Смотреть что такое "Сопротивление продавливанию" в других словарях:

    сопротивление продавливанию бумаги или картона - 3.4.99 сопротивление продавливанию бумаги или картона: Способность бумаги или картона выдерживать максимальное нарастающее гидравлическое давление, действующее через резиновую диафрагму на поверхность одной стороны испытуемого образца бумаги или… …

    Статическая твердость (сопротивление продавливанию) - 2. Статическая твердость (сопротивление продавливанию) По ГОСТ 23431 79 По ГОСТ 16483.17 81 Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    сопротивление - 3.93 сопротивление (resistance): Способность конструкции или части конструкции противостоять действию нагрузок. Источник: ГОСТ Р 54382 2011: Нефтяная и газовая промышленность. Подводные трубопроводные системы. Общие технические требования … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    Сопротивление продавливанию … Краткий толковый словарь по полиграфии

    ГОСТ Р 53636-2009: Целлюлоза, бумага, картон. Термины и определения - Терминология ГОСТ Р 53636 2009: Целлюлоза, бумага, картон. Термины и определения оригинал документа: 3.4.49 абсолютно сухая масса: Масса бумаги, картона или целлюлозы после высушивания при температуре (105 ± 2) °С до постоянной массы в условиях,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    статическая - 3.7 статическая нагрузка: Внешнее воздействие, которое не вызывает ускорений деформируемых масс и сил инерции. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    ГОСТ 4.223-83: Система показателей качества продукции. Строительство. Изделия паркетные. Номенклатура показателей - Терминология ГОСТ 4.223 83: Система показателей качества продукции. Строительство. Изделия паркетные. Номенклатура показателей оригинал документа: 19. Адгезия лакокрасочного покрытия По ГОСТ 9.072 77 По ГОСТ 15140 78 Определения термина из разных … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    Испытание (бумаги) на сопротивление продавливанию … Краткий толковый словарь по полиграфии

    Днепрофлекс - рулонный кровельный и гидроизоляционный наплавляемый битумно полимерный материал. Изготовляют двусторонним нанесением на стеклооснову битумно полимерного вяжущего, состоящего из битума, термопластичного каучука, наполнителя и посыпки. В… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

    Сопротивление (бумаги) продавливанию; Разделение бесконечных формуляров на листы; Разрыв (кромки листа, ленты) || разрывать(ся)разрываться¦разрывать … Краткий толковый словарь по полиграфии

Постоянное расширение областей применения гофрокартонной упаковки приводит к появлению новых и более жёстких требований к качеству гофрокартона. Повышенное сопротивление сжатию, хорошее сопротивление изгибу, хорошие печатные свойства, повышенная влагостойкость - часть из таких требований.

Оптимизация свойств упаковки в соответствии с требованиями рынка - одна из насущных задач производителя. Ясно, что оптимизировать свойства при минимизации затрат можно только при отличном знании свойств как самого гофрокартона, так и материалов, из которых он производится. Если учесть, что затраты на исходные материалы могут составлять 50 и более процентов от всех затрат гофрокартонной фабрики, то станет очевидно, что даже небольшая экономия на материалах даст значительный потенциал прибыли.

Контроль свойств поступающих на предприятие картона для плоских слоёв и бумаги для гофрирования часто рассматривают как способ проверить соответствие фактических данных спецификациям поставщика. Однако знание параметров исходных материалов оказывается полезным для расчёта теоретически достижимых показателей гофрокартона (сопротивления торцевому сжатию, сопротивления продавливанию).

Сопротивление гофрокартона торцевому сжатию (ECT = edge crush test) может быть рассчитано по эмпирическим формулам:

ECT=K 1 x (RCT 1L +K 2 x RCT Fl +RCT 2L) (1)

ECT = K 1 x (SCT 1L +K 2 x SCT Fl +SCT 2L) (2),

Где K 1 - константа, определяемая эмпирически для каждого отдельного производства, и находящаяся обычно в пределах 1,5-1,2 в уравнении (1), и близкая к 1 в уравнении (2).

RCT - сопротивление сжатию кольца (L - для картона для плоских слоёв, Fl - бумаги для гофрирования); вместо K 2 x RCT Fl в формулу (1) можно подставить значение ССТ (сопротивление торцевому сжатию гофрированного образца).

SCT - величина сопротивления сжатию на коротком расстоянии

K 2 - фактор гофрирования (конкретная величина, определяемая гофрирующими валами, обычно сообщается поставщиком валов).

Сопротивление торцевому сжатию гофрокартона измеряется в лаборатории предприятия, и затем можно провести сравнение расчётных и средних практических величин за определённый период, и выяснить, насколько полно используются возможности исходного сырья. При нормальной работе гофроагрегата практическая величина сопротивления сжатию по торцу составляет от 90% до 95% от расчётной. Когда разница между расчётными и практическими значениями превышает 10%, необходимо устранить причину снижения прочности, которая, как правило, заключается в неоптимальной работе гофроагрегата.

Конечно, только использование точных приборов, у которых результат измерения не зависит от оператора, даёт уверенность в правильности полученных данных. Приборы фирмы Лорентцен и Веттр обеспечивают получение стабильных и точных результатов измерения различных показателей бумаги, картона и гофрокартона при практически полном исключении ошибок оператора. Это достигается за счёт автоматизации процесса измерения.

Так, прибор для определения сопротивления сжатию код 248 (см. каталог), сам определяет момент разрушения образца, прекращает измерение и передаёт данные в компьютер и на свой дисплей. На данном приборе можно выполнять все виды измерений сопротивления сжатию - по кольцу, сопротивление гофрированного образца по торцу, сопротивление плоскому сжатию гофрированного образца и гофрокартона, а также сопротивление гофрокартона сжатию по торцу.

Для получения точных результатов необходимо качественно подготовить образец для испытания - кромки должны быть идеально ровными и взаимнопараллельными. Для картона для плоских слоев и бумаги удобно использовать штамп для вырубки полосок код 108 (см. каталог),

образцы гофрокартона для испытания на сжатие по торцу используют пневматический нож код 008 (см. каталог), для круглых образцов с точно определённой площадью - круговой резак код 123 (см. каталог).

В российских стандартах до сих пор показатель прочности при сжатии кольца является одним из важнейших для картона для плоских слоёв. Метод прост, и одним из его достоинств является возможность проведения испытаний на том же приборе, на котором проводятся и остальные измерения сопротивления сжатию.

Однако для образцов с низкой массой квадратного метра разрушение образца может при испытании по кольцу произойти за счёт изгиба, а не за счёт сжатия. Более точным методом является измерение сопротивлению сжатию на коротком расстоянии, когда изгиб испытуемого образца исключён. Это метод (метод SCT) принят в мире и внесён во многие европейские стандарты. В России такие измерения проводят наиболее передовые предприятия, которые стремятся знать даже те свойства своих продуктов, которые не предусмотрены стандартами. Измерения проводятся на специально разработанном приборе L&W код 152 (см. каталог). По методу SCT можно измерять прочность при сжатии не только картонов, но и бумаги для гофрирования, и прямо подставлять найденные значения в расчётную формулу (2). При производстве бумаги на экспорт потребители почти всегда требуют указывать значения SCT.

Разумеется, потребителя гофрокартонной упаковки интересуют не отдельно взятые характеристики картона, а прочность самой коробки. С точки зрения производителя упаковки прочность короба должна быть необходима и достаточна, а затраты на исходные материалы - минимизированы. Следовательно, в каждом конкретном случае имеет смысл рассчитать оптимальную композицию гофрокарона (массу квадратного метра по слоям, тип гофры, вид картона или бумаги - из новой целлюлозы или из макулатуры).

Существует несколько вариантов формулы Мак-Ки, где для расчёта прочности короба при сжатии используются различные показатели:

BCT = K 2 x (ECT) 0.75 x (T) 0,25 x Z 0.5 (3),

Где BCT - прочность короба при сжатии, Н

К 2 - постоянная (определяется эмпирически)

ECT - величина сопротивления при сжатии по торцу, кН/м

Z- периметр короба, м

Т- толщина гофрокартона, м

Мой опыт работы в отделе качества современного гофрокартонного предприятия показал, что формула (3) при корректном выборе коэффициента дает надежный результат, при этом сравнение расчётных значений ВСТ (по формуле 3) и этой же величины, определённой с помощью пресса для испытания коробов, показало хорошую корреляцию результатов.

Работа с приборами фирмы L&W позволяет значительно сэкономить время сотрудников отдела качества, поскольку все результаты измерений автоматически заносятся в компьютер, данные по каждому образцу программа сама подготавливает в виде отчета с расчётом средних значений, а база данных может быть экспортирована в любую программу Windows для дальнейшей обработки. В программу внесены все расчётные формулы, так что прочность короба при сжатии рассчитывается сразу при подготовке отчёта.

Алгоритм действий отдела качества по выбору оптимальных композиций для производства гофрокартона и одновременной оценки качества работы гофроагрегата и машин конвертации может выглядеть так:

Входной контроль материалов (прочность при сжатии на коротком расстоянии, прочность при сжатии кольца, прочность при сжатии гофрированных образцов, масса квадратного метра, толщина, водопоглощение, влажность, сопротивление продавливанию и другие возможные измерения)Текущий контроль - Накопление базы данных по свойствам производимого гофрокартона (сопротивление торцевому и плоскостному сжатию, сопротивление продавливанию, жёсткость при изгибе, толщина, масса квадратного метра). В базе данных рекомендуется подразделять картон не только в зависимости от типа гофры и массы квадратного метра его составляющих, но и с учётом того, какое сырье использовано (крафлайнер или тестлайнер, гофра полухимическая или макулатурная). По каждому виду картона рассчитываем средние показатели за месяц и за квартал.

Сопротивление продавливанию. Этот показатель качества бумаги нельзя отнести к числу основных. Он может быть важным для некоторых видов упаковочно-оберточной бумаги, для которых в отдельных случаях должен быть предусмотрен также показатель сопротивления продавливанию во влажном состоянии.[ ...]

Сопротивление продавливанию является одним из основных показателей прочности многих видов бумаг, хотя и является чисто эмпирическим критерием, зависящим как от сопротивления разрыву, так и от растяжимости. Различают абсолютное сопротивление продавливанию, относительное сопротивление продавливанию - приведенное к массе 1 м бумаги 100 г и индекс продавливания - абсолютное сопротивление продавливанию отнесенное к массе 1 м бумаги. Сопротивление продавливанию равно максимальному давлению, которое выдерживает непосредственно перед разрушением образец бумаги в форме кружка диаметром (30,5+0,025) мм.[ ...]

Сопротивление продавливанию является сложной функциейг сопротивления разрыву и удлинения бумаги до разрыва. Экспериментально установлено, что рассматриваемый показатель прочности бумаги увеличивается с повышением’абсолютных значений показателей ее разрывного груза и удлинения при разрыве и когда отношение удлинения бумаги в машинном направлении к ее удлинению в поперечном направлении приближается к единице.[ ...]

Сорт картона выбирают исходя из величин сопротивления продавливанию.[ ...]

Таким образом, для получения максимального значения сопротивления продавливанию влажность бумаги должна быть оптимальной, при которой нет сильного ослабления межволоконных связей и в то же время наблюдается достаточно высокая степень удлинения бумаги. Такая влажность бумаги равна примерно 8-9%.[ ...]

Прочность гофрированного картона характеризуется его сопротивлением продавливанию, сопротивлением плоскостному сжатию и сопротивлением излому.[ ...]

Присутствие молекул с короткими цепями неблагоприятно отражается на сопротивлении излому , на разрывной длине , относительном удлинении , сопротивлении надрыву и сопротивлении продавливанию пленок, приготовленных из производных целлюлозы, и на прочности нитей из ацетата целлюлозы . Из фракций с меньшим диапазоном вязкости (молекулярного веса) получаются нитропленки с большим сопротивлением излому, чем у пленок из нефракциони-рованного материала с той же средней вязкостью или из смесей веществ, обладающих высокой и низкой вязкостью 167]. Сопротивление разрыву и прочие показатели механической прочности пленок из производных целлюлозы (ацетата, ацетобутирата, нитрата и этилового эфира) постепенно уменьшаются при понижении значения степени полимеризации с 1000 примерно до 200. При дальнейшем понижении СП прочность резко уменьшается . Механические свойства, по-видимому, в значительной мере зависят от положения.максимума на кривой распределения по молекулярному весу и от равномерности распределения по молекулярному весу в пленках (этилового эфира) . Сукне и Гаррис считают, что механические свойства пленок из ацетата целлюлозы зависят от среднечислового значения молекулярного веса и, кроме того, механические свойства смесей фракций с различным молекулярным весом имеют характер средневесовых значений свойств (например, сопротивление разрыву) компонентов смеси. В изучавшемся ими интервале имеется линейная зависимость между сопротивлением разрыву и длиной цепи .[ ...]

Бумага, изготовленная из длинных волокон, отличается" большей величиной сопротивления продавливанию. С увеличением степени помола бумажной массы в бумаге растут силы связи между волокнами. Одновременно увеличивается и сопротивление продавливанию. Однако чрезмерно высокая степень помола бумажной массы снижает сопротивление продавливанию, что связано уже с заметным укорачиванием волокон и снижением степени удлинения бумаги до разрыва.[ ...]

Было изучено изменение некоторых свойств бумаги (разрывная длина, объемный вес, сопротивление продавливанию и излому) в процессе прессования на прессах различных конструкций при работе с нетканым сукном и сукном П-181. Опыты проведены при давлениях 15, 30, 50 и 70 кгс/см, скорости 200 м/мин, сухости сукна перед прессом 50%, бумаги 30%. Нижний вал всех прессов 840 мм (твердость облицовки 15 ед), верхний - 800 мм. Для испытаний использовали образцы бумаги из неразмолотой сульфитной беленой целлюлозы (помол 18°ШР) весом 100 г/м2.[ ...]

При размоле целлюлозы в присутствии хлористого натрия у бумаги значительно повышаются разрывная длина и сопротивление продавливанию Если же при формовании бумажного листа происходит вымывание соли, качество бумаги вновь снижается. При добавке соли в массу, размалываемую в дистиллированной воде, степень помола повышается, что, однако, не влияет на прочность бумаги. Присутствие электролитов оказывает влияние на поверхностное натяжение жидкости. Поэтому химический состав воды, применяемый в размольно-подготовительном отделе и для разбавления массы перед бумагоделательной машиной, должен быть совершенно стабильным.[ ...]

Перманганатное число получаемой целлюлозы равно 23 единицам; для производства, бумаги и картона целлюлозу отбеливают. Сопротивление продавливанию выше, чем для целлюлозы, полученной в котлах периодического действия; разрывная длина одинакова.[ ...]

Прочность и физические свойства бумаги зависят также от pH среды, в которой происходит размол. При значении pH от 6,3 до 3,1 снижается объемный вес бумаги, разрывная длина и сопротивление продавливанию. Равным образом на прочностные свойства бумаги неблагоприятно влияет и сильно щелочная среда. При значении pH, равном 8, получается бумага, обладающая удовлетворительной прочностью при относительно небольшом расходе энергии на размол .[ ...]

Из различных видов крахмала, применяемых для поверхностного покрытия бумаги, картофельный крахмал в наибольшей степени впитывается в бумагу-основу, значительно увеличивает сопротивление продавливанию и выщипыванию (т. е. отделению при печати с поверхности бумаги отдельных волоконец и даже части недостаточно прочно связанного поверхностного слоя бумаги). Этот вид крахмала менее других уменьшает белизну и требует наименьшего количества энзимов при ферментативной обработке. Так как любой вид крахмала является пищевым продуктом, при поверхностной обработке бумаги желательна его замена или, по крайней мере, сокращение расхода. Поэтому при поверхностной обработке бумаги в клеильном прессе часть крахмала успешно заменяют карбамидофор-мальдегидной смолой, восковыми, а также парафиновыми дисперсиями ЫаКМЦ и латексами. Иногда при этом крахмал полностью исключают.[ ...]

В летнее время года продолжительность размола возрастает на 5-8% при одновременном снижении прочностных свойств бумаги. При размоле массы в условиях повышенной температуры разрывная длина и сопротивление продавливанию возрастают гораздо медленнее, чем при более низкой температуре. Лишь сопротивление раздиранию возрастает с повышением температуры во время размола . Было установлено , что при размоле волокнистых материалов, хранившихся в воздушносухом состоянии, наивыгоднейшей является температура в 30° С. При более низкой температуре жирность помола нарастает быстрее. Влияние температуры особенно хорошо заметно при размоле пергаментирующейся целлюлозы с высоким содержанием гемицеллюлоз.[ ...]

В первых установках «Камюр» разгрузка массы из варочного котла происходила при температуре варки, то есть при 170-175°. Однако исследования выдуваемой массы показали, что некоторые механические качества целлюлозы (сопротивление продавливанию и разрыву, способность к размолу) ниже, чем у целлюлозы, сваренной в таких же условиях, но в периодических варочных котлах. Снижение механических свойств целлюлозы обусловлено воздействием метальных устройств при высокой температуре и наличии щелочности в отработанном щелоке. Происходит разделение волокон, способствующее растворению гемицеллюлоз и снижению прочности волокон. С понижением температуры и ослаблением.[ ...]

Испытания, в ходе которых образец соскользнул между прижимными поверхностями или произошел разрыв образца по периметру, не учитывают. Допускается испытывать одновременно несколько образцов, сложенных одной и той же стороной вверх, при условии, что сопротивление продавливанию пакета не менее 70 кПа. Полученное значение в этом случае делят на количество образцов.[ ...]

Образцы пергамента размером 70X70 мм по одному погружают в воду. Температура воды в ванночке во время испытания должна быть (20±2)°С. По истечении 15 мин образцы извлекают из воды, кладут между двумя листами фильтровальной бумаги и удаляют избыточную воду. Затем определяют сопротивление продавливанию по ГОСТ 13525.8-78.[ ...]

Твердый остаток после варки промывали, размалывали в Дисковой мельнице до разделения на волокна и в центробеж-яю-размалывающем аппарате - до 35° ШР, отливки массой 150 г/м2 испытывали стандартными методами. Экспериментальные знамения выходных параметров (средние для двух опытов) приведены в табл. 61; порядковые номера в графе 1 соответствуют номерам опытов в табл. 45. Необходимая для синтеза исходная информация - в табл. 62. Лучшие и худшие ¡значения выходных параметров у/+> и у/-) взяты из табл. 61 и округлены. Так как целью эксперимента было получение бумаги - основы для гофрирования, наибольшие веса б;=1 присвоили показателям У5 и ув, входящим в ГОСТ 7377-69, ::а также параметру уь наиболее влиявщему на экономику ¡процесса. Остальным выходным параметрам присвоены меньшие веса.[ ...]

Многие исследователи изучали влияние прессования на физические свойства и структуру бумаги. Опыты автора , Г. Мака и Г. Болло показали, что с увеличением линейного давления разрывная длина бумаги может быть увеличена в 3 раза, значительно повышается объемный вес, число двойных перегибов, сопротивление продавливанию, но ухудшается пористость бумаги.[ ...]

Переменными факторами были доли сосновой (Х(), лиственничной (Х2) и еловой (Х3) фракций в древесном сырье. Эксперименты проводили в соответствии с планом Шеффе третьего порядка; все варки повторяли дважды с рандомизацией. Результаты оценивали рядом показателей прочности отливок. В качестве примера рассмотрено изменение одного из показателей - сопротивления продавливанию.[ ...]

При снижении температуры выдуваемой целлюлозы до 93° ее показатели не уступают, а в некоторых случаях даже превосходят показатели целлюлозы, получаемой в лабораторных периодических варках. Целлюлоза, сваренная в установках «Камюр», однородна; колебания качества в течение суток незначительны. Для небеленой целлюлозы механические показатели более высокие: сопротивление продавливанию на 15-18%, сопротивление разди-ру на 7-10%, разрывная длина на 10-12%.

ИЦ "Композит-Тест" проводит испытания картона, предназначенного для изготовления различной упаковки:

  • потребительской и транспортной тары - коробок, ящиков, лотков;
  • вспомогательных упаковочных средств - вкладышей, решеток, обечаек, прокладок, амортизаторов;
  • другой продукции.

Тесты выполняются с целью определения фактических значений характеристик картона, установленных в ГОСТ Р 52901-2007 "Картон гофрированный для упаковки. Технические условия".

Данный стандарт нормирует:

  • удельное сопротивление разрыву с приложением разрушающего усилия вдоль гофров по линии рилевки, Н/м;
  • сопротивление торцевому сжатию вдоль гофров, кН/м;
  • абсолютное сопротивление продавливанию, МПа (кгс/см 2);
  • сопротивление расслаиванию, кН/м;
  • влажность, %

Порядок проведения испытаний картона в ИЦ "Композит-Тест"

Подготовка образцов для проведения испытаний

Работы по подготовке к испытаниям картона включают нарезку тестируемых образцов и их кондиционирование.

Нарезка образцов

Нарезка образцов картона для проведения испытаний осуществляется с использованием специального лабораторного оборудования - резака пневматического типа Billerud для бумаги и картона производства французской фирмы Noviprofibre.

Данная операция выполняется с высокой точностью двумя лезвиями односторонней заточки, установленными параллельно в суппорте устройства, что практически исключает возможные искажения результато в испытания картона на торцевое сжатие, связанные с непараллельностью сторон заготовки. Получаемые образцы имеют прямоугольную форму длиной (100,0±0,5) мм и шириной (25±0,5) мм. Отклонение от параллельности между длинными сторонами образца очень незначительно и не превышает 0,1 мм.

Нарезка образцов на другие виды испытаний производится по шаблонам.

Кондиционирование образцов

Кондиционирование нарезанных образцов картона является обязательным требованием ГОСТ Р 52901 и проводится перед началом испытаний с целью придания образцам необходимой влажности и температуры. Для кондиционирования картона мы применяем климатическую камеру СМ 5/75-80 ТВО-Т производства СМ "Климат" (г. Санкт-Петербург). Камера оснащена парогенератором и системой осушения, что позволяет кондиционировать образцы перед испытанием в режиме относительной влажности воздуха (50±2) % при температуре воздуха (23±1) ˚С в течение 24 часов. Регулировка стабилизируемой температуры в камере осуществляется в диапазоне от 5°С до 75°С с точностью ±2°С, относительная влажность воздуха внутри рабочей камеры может быть установлена в интервале от естественного значения до 99 %.

Испытания на разрыв по линии рилевки

Испытания картона на разрыв проводятся на настольной электромеханической машине модели H10K-S фирмы Tinius Olsen (Англия). Машина развивает разрывное усилие до 10 кН в диапазоне изменения скоростей траверсы (0,001…1000) мм/мин. Погрешность измерения нагрузки составляет ±0,5 %. Интегрированная с машиной силоизмерительная система и система измерения деформации тестируемого образца обеспечены выходом на ЭВМ, обрабатывающую по специальной предустановленной программе получаемые от датчиков измерительных систем сигналы.

Обработанная на компьютере информация передается на периферийные устройства - дисплей и принтер - для ее представления в удобной для визуального восприятия оператором форме (в виде графиков, таблиц и текстов). При этом формирование графиков нагружения образцов на экране монитора происходит в режиме он-лайн.

Испытания образцов картона на разрыв проводятся согласно требованиям ГОСТ Р 52901-2007.

Сущность метода заключается в определении усилия, при котором происходит разрушение тестируемого образца по линии рилевки. При этом необходимым условием экспериментов является выполнение одного перегиба испытываемой полоски картона на 180° по этой линии до начала нагружения.

Подготовленный таким образом тестируемый образец закрепляют в зажимах разрывной машины без перекоса и нагружают. Скорость нагружения выбирается из расчета, чтобы разрушение образца наступало примерно через 15-20 секунд с момента начала нагружения.

В процессе испытаний в режиме он-лайн на экране монитора можно наблюдать за динамикой построения диаграммы нагружения образца в координатах "нагрузка - деформация". Итоговый протокол с результатами испытаний выводится на печать.

Испытания на изгиб по трехточечной схеме

На настольной электромеханической машине модели H10K-S фирмы Tinius Olsen мы проводим также испытания гофрированного картона на изгиб по трехточечной схеме.

В процессе эксперименто в образец картона устанавливается на двух опорах и нагружается пуансоном по центру расстояния между опорами. Это расстояние бесступенчато регулируется посредством перемещения и фиксации опор вдоль пазов в опорной плите.

Пуансон может иметь различную толщину и радиусы закругления рабочей поверхности. Скорость нагружения образца, так же как и в опытах на разрыв, выбирается исходя из конкретных условий испытаний.

Испытания на торцевое сжатие

Испытания на торцевое сжатие образцов гофрированного картона проводятся на компактном прессе фирмы FRANK - PTI GmbH (Германия), оснащенном электронным силоизмерителем и компьютером с предустановленной программой обработки данных. Выбор тестового режима осуществляется оператором с сенсорного дисплея.

Максимальная параллельность рабочих пластин, сжимающих тестируемые образцы, гарантируется за счет применения в конструкции стенда двух вертикальных направляющих. Скорость нагружения может регулироваться в диапазоне (1-200) мм/мин, максимальное усилие сжатия - 5 кН . Погрешность измерения усилий не превышает 1% во всем диапазоне изменения нагрузок.



Диаграмма нагружения образца формируется на экране дисплея в режиме реального времени, протоколы с результатами испытаний выводятся на печать в формате А4.

На прессе фирмы FRANK - PTI также производятся следующие испытания:

  • определение сопротивления картона плоскостному сжатию по ГОСТ 20681-75;
  • определение разрушающего усилия картона и бумаги при сжатии кольца по ГОСТ 10711-97;
  • определение сопротивления торцовому сжатию гофрированного образца (бумага для гофрирования) по ГОСТ 28686-90;
  • определение сопротивления плоскостному сжатию гофрированного образца (бумага для гофрирования) по ГОСТ 20682-75;
  • определение сопротивления расслаиванию гофрированного картона по ГОСТ 22981-78.

Испытания на сопротивление продавливанию

Испытания картона на сопротивление продавливанию проводятся согласно требованиям ГОСТ 13525.8-86 "Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения сопротивления продавливанию". Работы выполняются на цифровом приборе для определения сопротивления продавливанию HYBT (Италия) с механическим прижимным устройством.

В гидросистеме прибора применен шестеренный насос, давление рабочей жидкости от которого передается на диафрагму, предназначенную для продавливания картона. Включение и выключение насоса осуществляется тумблером, расположенным на панели управления прибором.


Диафрагма изготовлена из эластичной резины, способной равномерно восстанавливаться после деформации в условиях многократных нагрузок. Материал и форма диафрагмы обеспечивают размеры стрелы выпучивания, установленные в ГОСТ 13525.8-86 для различных рабочих давлений.

Прижимное устройство прибора состоит из верхнего подвижного и нижнего опорного колец с центральными отверстиями диаметром 31,5 мм, соосными с диафрагмой. Перемещение верхнего кольца обеспечивается передачей "винт-гайка" с мелким шагом трапецеидальной резьбы и ручным приводом от маховика.

В процессе подготовки к эксперименту образец картона размещается на нижнем кольце. Далее оператор, вращая маховик, опускает подвижное кольцо вниз и сжимает картон между кольцами. При этом усилие прижима регулируется так, чтобы зажатый между кольцами тестируемый образец не скользил, а его гладкие слои не деформировались.

На следующем этапе оператор тумблером включает гидронасос, в результате чего диафрагма, под действием возрастающего давления, начинает продавливать картон в отверстие верхнего кольца.

Информация о мгновенных значениях рабочих давлений в системе, по мере нагружения образца вплоть до его полного продавливания, выводится на цифровой дисплей и представляется в кПа.

Относительная погрешность измерения абсолютного сопротивления продавливанию картона на приборе HYBT составляет 0,05%.

Заявка на проведение испытаний картона в ИЦ "Композит-Тест"

Проведение испытаний картона в нашем центре можно заказать:

  • по телефонам: (495 ) 513-47-29 , 511-12-84
  • по электронной почте: [email protected] или lab 621@bk .ru

Сопротивление разрыву - это усилие, требуемое для разрыва полоски материала. До определенного предела материал демонстрирует упругие и эластичные свойства. В упругой области деформация (удлинение), вызванная приложенной силой (напряжением), пропорциональна этой силе. Эта зависимость известна как закон Гука и может быть выражена следующим образом:

Напряжение (приложенная сила) = Константа х Деформация (изменение размеров)

F=E∆x,

где F- разрушающее, усилие, Е - константа, ∆ х - удлинение.

Константа Е известна как модуль упругости (модуль Юнга).

Бумага и картон демонстрируют упругие свойства до определенного предела (рис. 1.25). Это означает, что если действие силы прекращается, образец восстанавливает свою первоначальную форму, однако выше предела упругости эта зависимость больше не действует, так как материал постепенно деформируется, вплоть до его разрыва.

Технические требования основаны на методах испытаний с фиксированной шириной полоски материала и скоростью изменения нагрузки. При этом сопротивление разрыву регистрируется как сила на единицу ширины. Сопротивление разрыву в продольном направлении выше, чем в поперечном.

Рис. 1.25. Зависимость напряжения от деформации, демонстрирующая упругопластические свойства. Кривая «нагрузка-удлинение»

Прочность бумаги на разрыв может выражаться разрывной длиной - условной расчетной величиной, показывающей, при какой длине висящая полоска бумаги, закрепленная в одной точке, порвется за счет свой собственной массы.

Величина сопротивления разрыву в точке разрыва зависит от скорости изменения нагрузки. При равномерном повышении нагрузки испытания проводятся в режиме статического растяжения, а когда нагрузка прилагается резко в течение очень короткого времени - в режиме динамического растяжения.

Последняя характеристика, определяемая как поглощение энергии растяжения (ПЭР), важна для понимания свойств бумаги, связанных с поведением многослойного бумажного мешка в испытании на сбрасывание. Это испытание является мерой работы (произведение силы и расстояния), необходимой для разрыва образца, и служит характеристикой сопротивления разрыву и относительного удлинения в процентах.

Удлинение при растяжении (разрывное удлинение)

Разрывное удлинение - это максимальное удлинение полосы материала в испытании на разрыв, являющееся мерой эластичности. Выражается она в процентах как увеличение длины образца между зажимами по сравнению с первоначальной длиной. Удлинение в поперечном направлением больше, чем в продольном.

Сопротивление раздиранию

Сопротивление раздиранию (рис. 1.26) - это усилие, необходимое для увеличения разрыва в листе после сделанного в нем надреза. В большинстве случаев необходимо увеличивать сопротивление раздиранию, но в некоторых случаях требуется, что бы материал рвался чисто (например, у отрывных лент для облегчения открывания упаковки и получения доступа к содержимому).

Сопротивление продавливанию

Для испытания на сопротивление продавливанию образец бумаги или картона закрепляют над закрытым эластичной (резиновой) мембраной круглым отверстием и подвергают действию возрастающего давления до тех пор, пока образец не разрывается (рис. 1.27). Это испытание несложно, но в реальных условиях его связь с прочностью довольно сложна. Высокие значения сопротивления продавливанию свидетельствуют о жесткости материала. Как мы уже отмечали в разделе 1.2.6, на этапе подготовки бумажной массы в нее могут быть добавлены мочевино- и меламино-формальдегидные смолы, которые способствуют сохранению значительной доли прочности бумаги как в сухом виде, так и при намокании в ходе дальнейшего использования. Сопротивление продавливанию во влажном состоянии рассчитывается на основе сравнения значений сопротивления продавливанию под действием давления в сухом состоянии и после определенного увлажнения образца. Процентное отношение значений сопротивления продавливанию в мокром и сухом состоянии соответствует степени сохранения прочности в мокром состоянии.

Рис. 1.26. Принцип определения сопротивления раздиранию

Рис.1.27. Принцип определения сопротивления продавливанию

Жесткость

Для печати, сборки упаковки и ее использования большое значение имеет жесткость, которая определяется как сопротивление изгибу, вызываемому приложением внешней силы. Измеряют жесткость путем приложения силы F к свободному концу материала определенного размера (длиной l ), который с другой стороны зажат. Свободный конец при этом отклоняется на фиксированное расстояние или угол 8. Этот метод известен как двухточечный (рис. 1.28) и используется для измерения жесткости при изгибе (по Лоренцену и Вэттру, 5°, Lorentzen and Wettres), сопротивления изгибу (по Лоренцену и Вэттру, 15°) и жесткости (по Таберу, 15°, Taber).

Рис. 1.28. Приложение нагрузки для измерения жесткости при изгибе двухточечным методом

Величина жесткости при изгибе в продольном направлении выше, чем в поперечном, что иногда выражают отношением жесткости в продольном и поперечном направлениях. Это различие является результатом различного ориентирования волокон вследствие применяемого метода производства бумаги и картона. Жесткость связана и с другими важными свойствами, в частности с поведением картонных коробок при испытаниях на сжатие, стойкость к перегибу, сгибаемость и общую ударопрочность. При измерении жесткости при изгибе важно учитывать, что она связана с модулем Юнга (Е) и толщиной материала (t) следующим образом:

Жесткость = Константа (зависящая от материала) × E × t 3 .

Для однородных материалов эта кубическая зависимость имеет место при условии, что не превышен предел упругости. Для бумаги и картона показатель степени несколько ниже 3,0, но все равно довольно значителен (для некоторых типов картона он составляет около 2,5-2,6). Таким образом, можно утверждать, что жесткость существенно зависит от толщины материала, что легко заметить при удвоении толщины - жесткость при этом возрастает в пять раз и более.

Сопротивление сжатию

При рассмотрении сжатия в контексте требований к упаковке мы обычно имеем в виду действие на упаковку (например, на картонные коробки, ящики и бочки) внешних нагрузок при хранении упакованных продуктов, их сбыте и использовании.

При этом необходимо учитывать влияние на сопротивление сжатию различных характеристик конструкции упаковки, разных видов бумаги и картона, их толщины, а также атмосферных условий. Учитывают и различие между статической нагрузкой, прилагаемой в течение длительного времени (при нахождении упакованного груза на складе), и динамической нагрузкой, связанной со значительными усилиями, прилагаемыми в течение короткого времени (в частности, при падениях и ударах в ходе транспортировки). Испытания на сопротивление сжатию проводят при различных нагрузках.

Исследования показали, что к свойствам бумаги и картона, влияющим на их поведение при испытаниях коробок на сжатие, относятся жесткость и свойство, известное как сопротивление сжатию, определяемое по методу SCT (Short-span Compression Test) - сопротивление торцевому сжатию образца (база образца 0,7 мм).

При сжатии образца бумаги или картона за счет приложения силы к противоположным кромкам в плоскости образца, материал изгибается, и это не может служить мерой сопротивления сжатию (рис. 1.29). Если же высота образца в направлении приложения силы меньше средней длины волокна (например, она уменьшена до 0,7 мм), сила прикладывается к сети волокон таким образом, что сжимается сама сеть, вызывая взаимное смещение волокон. В этой ситуации межволоконная связь, тип и количество волокон целлюлозы становятся важным для результата испытаний по методу SCT. Именно эта присущая данному листу характеристика в направлении измерения (продольном или поперечном) влияет на поведение коробок при испытаниях на сжатие наряду с жесткостью.

Рис. 1.29. Испытание на сопротивление сжатию. Обратите внимание на различие длины образца по сравнению с испытанием на разрыв

Стойкость к перегибу и сгибаемость

При изготовлении пакетов различной конструкции, саше, картонных коробок и ящиков из гофрированного и коробочного картона бумагу и картон часто складывают. Более тонкие материалы складывают механически на 180°, и полученные складки прокатывают (фальцуют) для придания стойкости. Более толстые материалы для изготовления складных и жестких картонных коробок требуют, чтобы в материале для легкого сгибания присутствовала линия рилевки (биговки), служащая своеобразным шарниром (осью), позволяющим перегибать картонную заготовку на 180°. Нанесение рилевки на картонные заготовки производится рилевочными муфтами с канавками разного профиля.

В процессе рилевания на верхней поверхности заготовки картонной коробки образуются канавки (биги), а на обратной стороне - выпуклости. При складывании коробки материал подвергается нескольким видам нагрузок (см. рис. 10.29 в главе 10).

Верхние слои картона на наружной стороне получаемой складки расширяются и должны обладать соответствующей прочностью на разрыв и растяжение. Внутренние слои сжимаются, вызывая местное расслаивание (см. рис. 10.30-10.32). Расслаивание обратной стороны при продолжении процесса складывания до заданного угла приводит к образованию валика (утолщения) и ведет себя подобно петле (рис. 1.30). Важно, чтобы это утолщение не разрывалось и не деформировалось, в связи с чем слой картона на обратной стороне также должен обладать большой прочностью.

Рис. 1.30. Формирование рилевочной линии (бига)

Помимо высоких прочностных свойств материала очень важна геометрия и ширина рилевочной (биговальной) линии, ширина и глубина канавки рилевочной муфты, а также глубина проникновения рилевочной линейки в материал. Помимо визуальной проверки бигов и фальцев, измеряют также сопротивление складыванию и сопротивление собранной коробки сжатию, которые можно регулировать путем изменения геометрии рилевки.

Функциональные свойства рилевочных линий складываемых и склеиваемых картонных коробок зависят от продолжительности и условий хранения заготовок с клееным боковым швом перед подачей в упаковочную машину. Эта характеристика может быть измерена как «усилие открывания картонной коробки». Условия такого промежуточного хранения (влажность, температура, плотность упаковывания и условия штабелирования) - очень важные факторы, влияющие на эффективность упаковочных операций.