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Reißfestigkeit. Durchstanzfestigkeit Endkompressionstests

Berstfestigkeit Der maximale gleichmäßig verteilte Druck, der im rechten Winkel auf die Oberfläche einer Probe ausgeübt wird und dem diese unter den durch eine Standardtestmethode ermittelten Bedingungen standhalten kann, bis sie platzt.

. 2010 .

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Die stetige Erweiterung der Einsatzgebiete von Verpackungen aus Wellpappe führt dazu, dass neue und strengere Anforderungen an die Qualität von Wellpappe entstehen. Zu diesen Anforderungen gehören eine erhöhte Druckfestigkeit, eine gute Biegefestigkeit, gute Druckeigenschaften und eine erhöhte Feuchtigkeitsbeständigkeit.

Die Eigenschaften von Verpackungen entsprechend den Marktanforderungen zu optimieren, gehört zu den vordringlichen Aufgaben des Herstellers. Es ist klar, dass eine Optimierung der Eigenschaften bei gleichzeitiger Minimierung der Kosten nur mit einer hervorragenden Kenntnis der Eigenschaften sowohl der Wellpappe selbst als auch der Materialien, aus denen sie hergestellt wird, möglich ist. Wenn man bedenkt, dass die Rohstoffkosten 50 Prozent oder mehr der Gesamtkosten einer Wellpappenfabrik ausmachen können, wird deutlich, dass selbst kleine Materialeinsparungen ein erhebliches Gewinnpotenzial mit sich bringen können.

Die Überwachung der Eigenschaften eingehender Flachkarton- und Wellpappenpapiere wird häufig als Möglichkeit angesehen, zu überprüfen, ob die tatsächlichen Daten den Lieferantenspezifikationen entsprechen. Für die Berechnung der theoretisch erreichbaren Kennzahlen von Wellpappe (Enddruckfestigkeit, Durchstanzfestigkeit) erweist sich jedoch die Kenntnis der Parameter der Ausgangsmaterialien als hilfreich.

Der Widerstand von Wellpappe gegen Endstauchung (ECT = Edge Crush Test) kann mit empirischen Formeln berechnet werden:

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),

Dabei ist K 1 eine empirisch für jede einzelne Produktion ermittelte Konstante, die in Gleichung (1) normalerweise im Bereich von 1,5–1,2 und in Gleichung (2) nahe bei 1 liegt.

RCT – Ringdruckfestigkeit (L – für Karton für flache Lagen, Fl – Papier für gewellte Lagen); Anstelle von K 2 x RCT Fl können Sie den CCT-Wert (Endkompressionswiderstand der gewellten Probe) in Formel (1) einsetzen.

SCT – Kurzstrecken-Druckfestigkeitswert

K 2 ist der Wellungsfaktor (der von den Wellwellen ermittelte spezifische Wert wird in der Regel vom Wellenlieferanten angegeben).

Der Enddruckwiderstand von Wellpappe wird im Labor des Unternehmens gemessen. Anschließend ist es möglich, die berechneten und durchschnittlichen Praxiswerte für einen bestimmten Zeitraum zu vergleichen und herauszufinden, wie vollständig die Fähigkeiten der Rohstoffe genutzt werden. Bei normale Operation Bei einer gewellten Einheit beträgt der praktische Wert der Druckfestigkeit am Ende 90 % bis 95 % des berechneten Werts. Wenn die Differenz zwischen den berechneten und praktischen Werten 10 % überschreitet, muss die Ursache für den Festigkeitsabfall beseitigt werden, was in der Regel ein suboptimaler Betrieb der Wellpappenanlage ist.

Natürlich gibt nur der Einsatz präziser Instrumente, bei denen das Messergebnis nicht vom Bediener abhängt, Vertrauen in die Richtigkeit der gewonnenen Daten. Geräte von Lorentzen und Wettr liefern stabile und genaue Messergebnisse für verschiedene Parameter von Papier, Karton und Wellpappe bei nahezu vollständiger Eliminierung von Bedienfehlern. Dies wird durch die Automatisierung des Messvorgangs erreicht.

So ermittelt das Gerät zur Bestimmung des Druckwiderstandes, Code 248 (siehe Katalog), selbst den Zeitpunkt der Zerstörung der Probe, stoppt die Messung und übermittelt die Daten an den Computer und an dessen Anzeige. Mit diesem Gerät können alle Arten von Druckwiderstandsmessungen durchgeführt werden – entlang des Rings, der Widerstand einer gewellten Probe am Ende, der flache Druckwiderstand einer gewellten Probe und von Wellpappe sowie der Druckwiderstand von Wellpappe am Ende.

Um genaue Ergebnisse zu erhalten, ist es notwendig, die Probe ordnungsgemäß für die Prüfung vorzubereiten – die Kanten müssen vollkommen glatt und parallel zueinander sein. Für Karton für flache Schichten und Papier ist es praktisch, einen Stempel zum Schneiden von Streifen Code 108 zu verwenden (siehe Katalog).

Wellpappenproben für die Druckprüfung am Ende verwenden Sie ein pneumatisches Messer Code 008 (siehe Katalog), für runde Proben mit genau bestimmten Bereich- Kreisschneider Code 123 (siehe Katalog).

In russischen Normen ist der Ringdruckfestigkeitsindikator immer noch einer der wichtigsten für Flachkarton. Die Methode ist einfach und einer ihrer Vorteile ist die Möglichkeit, Tests mit demselben Gerät durchzuführen, mit dem auch andere Kompressionswiderstandsmessungen durchgeführt werden.

Allerdings für Proben mit geringer Masse Quadratmeter Bei Tests in einem Ring kann die Zerstörung einer Probe eher durch Biegung als durch Kompression erfolgen. Mehr präzise Methode ist die Messung des Druckwiderstandes über eine kurze Distanz, bei der eine Biegung des Prüflings ausgeschlossen ist. Diese Methode (SCT-Methode) ist weltweit anerkannt und in vielen europäischen Normen enthalten. In Russland werden solche Messungen von den fortschrittlichsten Unternehmen durchgeführt, die danach streben, auch die Eigenschaften ihrer Produkte zu kennen, die in den Normen nicht vorgesehen sind. Die Messungen werden an einem speziell entwickelten L&W-Gerät Code 152 durchgeführt (siehe Katalog). Mit der SCT-Methode ist es möglich, die Druckfestigkeit nicht nur von Pappe, sondern auch von Wellpappe zu messen und die gefundenen Werte direkt in die Berechnungsformel (2) einzusetzen. Bei der Produktion von Papier für den Export benötigen Kunden fast immer SCT-Werte.

Den Verbraucher einer Verpackung aus Wellpappe interessiert natürlich nicht die individuelle Beschaffenheit des Kartons, sondern die Festigkeit des Kartons selbst. Aus Sicht des Verpackungsherstellers sollte die Festigkeit der Schachtel notwendig und ausreichend sein und die Kosten für Rohstoffe sollten minimiert werden. Daher in jedem konkreter Fall Es ist sinnvoll, die optimale Zusammensetzung von Wellpappe zu berechnen (Masse pro Quadratmeter in Lagen, Art der Wellung, Art der Pappe oder des Papiers – hergestellt aus neuem Zellstoff oder aus Altpapier).

Es gibt mehrere Versionen der McKee-Formel, bei der verschiedene Indikatoren zur Berechnung der Druckfestigkeit einer Box verwendet werden:

BCT = K 2 x (ECT) 0,75 x (T) 0,25 x Z 0,5 (3),

Dabei ist BCT die Druckfestigkeit des Kastens, N

K 2 - Konstante (empirisch ermittelt)

ECT – Widerstandswert während der Kompression am Ende, kN/m

Z-Box-Umfang, m

T - Dicke der Wellpappe, m

Meine Erfahrung in der Qualitätsabteilung eines modernen Wellpappenunternehmens hat gezeigt, dass Formel (3) bei richtiger Wahl des Koeffizienten ein zuverlässiges Ergebnis liefert, während ein Vergleich der berechneten Werte von VST (gemäß Formel 3 ) und der gleiche Wert, der mit einer Presse zum Testen von Kartons ermittelt wurde, zeigten eine gute Korrelation der Ergebnisse.

Durch die Arbeit mit L&W-Instrumenten können Sie den Mitarbeitern der Qualitätsabteilung erheblich Zeit sparen, da alle Messergebnisse automatisch in den Computer eingegeben werden, die Daten für jede Probe vom Programm selbst in Form eines Berichts mit der Berechnung von Durchschnittswerten aufbereitet werden, und die Datenbank kann zur weiteren Verarbeitung in jedes Windows-Programm exportiert werden. Alles im Programm enthalten Berechnungsformeln Daher wird die Druckfestigkeit der Box sofort bei der Erstellung des Berichts berechnet.

Der Handlungsalgorithmus der Qualitätsabteilung zur Auswahl der optimalen Zusammensetzungen für die Wellpappenproduktion und gleichzeitiger Beurteilung der Arbeitsqualität der Wellpappe- und Verarbeitungsmaschinen könnte wie folgt aussehen:

Eingangskontrolle von Materialien (Druckfestigkeit auf kurze Distanz, Druckfestigkeit eines Rings, Druckfestigkeit von Wellproben, Gewicht pro Quadratmeter, Dicke, Wasseraufnahme, Feuchtigkeit, Berstfestigkeit und andere mögliche Messungen). Aktuelle Kontrolle – Aufbau einer Datenbank über die Eigenschaften der hergestellten Wellpappe (Widerstand gegen End- und Flächendruck, Widerstand gegen Durchstanzen, Biegesteifigkeit, Dicke, Masse pro Quadratmeter). Die Datenbank empfiehlt, den Karton nicht nur nach der Art der Wellung und der Masse pro Quadratmeter seiner Bestandteile zu unterteilen, sondern auch nach den verwendeten Rohstoffen (Crafliner oder Testliner, Halbchemikalien- oder Altpapierwellung). Für jede Kartonsorte berechnen wir die durchschnittlichen Monats- und Quartalswerte.

Schlagfestigkeit. Dieser Indikator für die Papierqualität kann nicht als einer der Hauptindikatoren angesehen werden. Dies kann für einige Arten von Verpackungs- und Packpapieren von Bedeutung sein, für die in manchen Fällen auch eine Nassplatzfestigkeit angegeben werden muss.[...]

Die Durchstanzfestigkeit ist einer der Hauptindikatoren für die Festigkeit vieler Papiersorten, obwohl es sich um ein rein empirisches Kriterium handelt, das sowohl von der Reißfestigkeit als auch von der Dehnung abhängt. Es gibt den absoluten Durchstanzwiderstand, den relativen Durchstanzwiderstand – reduziert auf das Gewicht von 1 m Papier von 100 g und den Durchstanzindex – den absoluten Durchstanzwiderstand bezogen auf das Gewicht von 1 m Papier. Der Durchstanzwiderstand ist gleich dem maximalen Druck, dem eine Papierprobe in Form eines Kreises mit einem Durchmesser von (30,5+0,025) mm unmittelbar vor der Zerstörung standhalten kann.[...]

Die Durchstanzfestigkeit ist eine komplexe Funktion der Reißfestigkeit und der Dehnung des Papiers vor dem Reißen. Es wurde experimentell festgestellt, dass der betrachtete Indikator der Papierfestigkeit mit zunehmenden Absolutwerten der Indikatoren seiner Bruchlast und Bruchdehnung sowie mit dem Verhältnis der Papierdehnung in Maschinenrichtung zu seiner Dehnung in zunimmt die Querrichtung nähert sich der Einheit. [...]

Die Auswahl der Kartonsorte erfolgt nach den Werten der Durchstanzfestigkeit.[...]

Um den maximalen Wert der Durchstanzfestigkeit zu erreichen, muss daher die Luftfeuchtigkeit des Papiers optimal sein, bei der es zu keiner starken Schwächung der Zwischenfaserbindungen kommt und gleichzeitig ein ausreichend hoher Dehnungsgrad des Papiers beobachtet wird. Dieser Papierfeuchtigkeitsgehalt beträgt ca. 8-9 %.[...]

Die Festigkeit von Wellpappe wird durch ihren Durchstanzwiderstand, ihren Druckwiderstand in der Ebene und ihren Bruchwiderstand charakterisiert.[...]

Das Vorhandensein von Molekülen mit kurze Ketten beeinträchtigt die Bruchfestigkeit, Reißlänge, Dehnung, Reißfestigkeit und Berstfestigkeit von Folien aus Cellulosederivaten sowie die Festigkeit von Celluloseacetatfilamenten. Fraktionen mit einem kleineren Viskositätsbereich (Molekulargewicht) ergeben Nitrofilme mit größerer Bruchfestigkeit als Filme aus unfraktioniertem Material mit gleicher mittlerer Viskosität oder aus Stoffgemischen mit hoher und niedriger Viskosität 167]. Die Zugfestigkeit und andere Indikatoren der mechanischen Festigkeit von Filmen aus Cellulosederivaten (Acetat, Acetobutyrat, Nitrat und Ethylether) nehmen mit abnehmendem Polymerisationsgrad von 1000 auf etwa 200 allmählich ab. Mit einer weiteren Abnahme des DP nimmt die Festigkeit ab nimmt stark ab. Die mechanischen Eigenschaften scheinen weitgehend von der Position des Maximums auf der Mund von der Gleichmäßigkeit der Molekulargewichtsverteilung in den (Ethylether-)Filmen abzuhängen. Sukne und Harris glauben, dass die mechanischen Eigenschaften von Celluloseacetatfilmen vom zahlenmittleren Molekulargewicht abhängen und dass darüber hinaus die mechanischen Eigenschaften von Mischungen von Fraktionen mit unterschiedlichen Molekulargewichten in der Natur der gewichtsmittleren Werte liegen Eigenschaften (zum Beispiel Zugfestigkeit) der Komponenten der Mischung. In dem von ihnen untersuchten Intervall gibt es lineare Abhängigkeit zwischen Zugfestigkeit und Kettenlänge.[...]

Papier aus Langfasern zeichnet sich durch eine höhere Druckfestigkeit aus. Mit zunehmendem Mahlgrad des Papierbreis nehmen die Bindungskräfte zwischen den Fasern im Papier zu. Gleichzeitig erhöht sich auch die Druckfestigkeit. Allerdings Ein zu hoher Mahlgrad des Papierbreis verringert den Quetschwiderstand, was mit einer spürbaren Verkürzung der Fasern und einer Verringerung des Dehnungsgrades des Papiers vor dem Bruch einhergeht. [...]

Änderungen einiger Papiereigenschaften (Reißlänge, Volumen Gewicht, Stanz- und Bruchfestigkeit) beim Pressen auf Pressen unterschiedlicher Bauart beim Arbeiten mit Vliesstoff und P-181-Stoff. Die Experimente wurden bei Drücken von 15, 30, 50 und 70 kgf/cm, einer Geschwindigkeit von 200 m/min, einem Stofftrockenheitsgrad vor der Presse von 50 % und einem Papiertrockenheitsgrad von 30 % durchgeführt. Die untere Welle aller Pressen ist 840 mm lang (Mantelhärte 15 Einheiten), die obere 800 mm. Zur Prüfung verwendeten wir Papierproben aus ungemahlener gebleichter Sulfitzellulose (Mahlung 18°ShR) mit einem Gewicht von 100 g/m2.[...]

Beim Mahlen von Zellulose in Gegenwart von Natriumchlorid erhöhen sich die Reißlänge und die Stanzfestigkeit des Papiers deutlich. Kommt es bei der Bildung eines Papierbogens zum Auswaschen des Salzes, nimmt die Qualität des Papiers wieder ab. Durch die Zugabe von Salz zu einer in destilliertem Wasser gemahlenen Masse erhöht sich der Mahlgrad, was jedoch keinen Einfluss auf die Festigkeit des Papiers hat. Das Vorhandensein von Elektrolyten beeinflusst die Oberflächenspannung der Flüssigkeit. Deshalb chemische Zusammensetzung Wasser, das in der Mahl- und Aufbereitungsabteilung sowie zum Verdünnen des Zellstoffs vor der Papiermaschine verwendet wird, muss absolut stabil sein.[...]

Die Permanganatzahl der resultierenden Cellulose beträgt 23 Einheiten; Zur Herstellung von Papier und Karton wird Zellulose gebleicht. Der Durchstanzwiderstand ist höher als bei Kesselzellstoff periodische Aktion; die Bruchlänge ist gleich.[...]

Stärke und physikalische Eigenschaften Papier hängt auch vom pH-Wert der Umgebung ab, in der das Mahlen stattfindet. Bei einem pH-Wert von 6,3 bis 3,1 verringern sich Rohdichte, Reißlänge und Berstfestigkeit des Papiers. Ebenso werden die Festigkeitseigenschaften von Papier dadurch negativ beeinflusst alkalische Umgebung. Bei einem pH-Wert von 8 ergibt sich Papier mit ausreichender Festigkeit und relativ geringem Energieaufwand für das Mahlen.[...]

Aus verschiedene Arten Kartoffelstärke, die für die Oberflächenbeschichtung von Papier verwendet wird, zieht am stärksten in das Rohpapier ein, wodurch sich der Widerstand gegen Stanzen und Zupfen (d. h. das Abtrennen einzelner Fasern und sogar eines Teils der nicht ausreichend fest gebundenen Oberflächenschicht des Papiers) erheblich erhöht die Oberfläche des Papiers während des Druckens). Diese Art von Stärke verringert den Weißgrad weniger als andere und erfordert weniger geringste Menge Enzyme während der enzymatischen Verarbeitung. Da ist jede Art von Stärke Lebensmittelprodukt Bei der Oberflächenbearbeitung von Papier ist es wünschenswert, dieses zu ersetzen oder zumindest den Verbrauch zu senken. Daher wird bei der Oberflächenverarbeitung von Papier in einer Leimpresse ein Teil der Stärke erfolgreich durch Harnstoff-Maldehyd-Harz, Wachs- und Paraffindispersionen von Na-CMC und Latices ersetzt. Manchmal ist Stärke völlig ausgeschlossen.[...]

IN Sommerzeit Jahr erhöht sich die Mahldauer um 5-8 %, während die Festigkeitseigenschaften des Papiers abnehmen. Beim Mahlen der Masse bei erhöhten Temperaturen erhöhen sich Bruchlänge und Berstfestigkeit deutlich langsamer als bei niedrigeren Temperaturen. Lediglich die Reißfestigkeit erhöht sich mit steigender Temperatur beim Mahlen. Das wurde beim Schleifen festgestellt Fasermaterialien lufttrocken gelagert, die günstigste Temperatur liegt bei 30 °C. Bei niedrigerer Temperatur steigt der Fettgehalt des Mahlguts schneller an. Der Temperatureinfluss macht sich besonders beim Mahlen von Pergamentzellulose bemerkbar hoher Inhalt Hemizellulosen.[...]

Bei den ersten Kamur-Anlagen wurde die Masse bei Kochtemperatur, also bei 170–175°, aus dem Kocher entladen. Untersuchungen der geblasenen Masse haben jedoch gezeigt, dass einige mechanische Eigenschaften der Zellulose (Druck- und Reißfestigkeit, Mahlbarkeit) geringer sind als die von Zellulose, die unter den gleichen Bedingungen, jedoch in periodischen Kochern, gekocht wurde. Abfall mechanische Eigenschaften Zellulose entsteht durch die Einwirkung von Metallgeräten während hohe Temperatur und das Vorhandensein von Alkalität in der Ablauge. Es kommt zu einer Fasertrennung, die die Auflösung von Hemizellulosen fördert und die Festigkeit der Fasern verringert. Mit einem Temperaturabfall und einer Abschwächung.[...]

Versuche, bei denen die Probe zwischen den Pressflächen verrutschte oder entlang des Umfangs riss, werden nicht berücksichtigt. Es dürfen mehrere Proben gleichzeitig mit der gleichen Seite nach oben gefaltet geprüft werden, sofern die Berstfestigkeit der Verpackung mindestens 70 kPa beträgt. Der resultierende Wert wird in diesem Fall durch die Anzahl der Proben geteilt.[...]

Pergamentproben mit den Maßen 70 x 70 mm werden einzeln in Wasser getaucht. Die Wassertemperatur im Bad sollte während des Tests (20 ± 2) °C betragen. Nach 15 Minuten werden die Proben aus dem Wasser genommen, zwischen zwei Lagen Filterpapier gelegt und überschüssiges Wasser entfernt. Anschließend wird der Durchstanzwiderstand nach GOST 13525.8-78 bestimmt.[...]

Der feste Rückstand nach dem Kochen wurde gewaschen, in einer Scheibenmühle bis zur Trennung in Fasern gemahlen und in einem Zentrifugalmahlapparat bis zu 35° SR wurden Gussstücke mit einem Gewicht von 150 g/m2 mit Standardmethoden getestet. Die experimentellen Werte der Ausgabeparameter (Durchschnitte aus zwei Experimenten) sind in der Tabelle angegeben. 61; Die Seriennummern in Spalte 1 entsprechen den Versuchsnummern in der Tabelle. 45. Die für die Synthese notwendigen Ausgangsinformationen sind in der Tabelle aufgeführt. 62. Die besten und schlechtesten Werte der Ausgabeparameter y/+> und y/-) werden der Tabelle entnommen. 61 und gerundet. Da der Zweck des Experiments darin bestand, Papier zu erhalten - die Grundlage für die Wellung -, wurden den Indikatoren V5 und uv, die in GOST 7377-69 enthalten sind, sowie dem Parameter y, der den größten Einfluss hat, die größten Gewichte b; = 1 zugewiesen Ökonomie des Prozesses. Den übrigen Ausgabeparametern werden geringere Gewichtungen zugewiesen.[...]

Viele Forscher haben die Auswirkung des Pressens auf die physikalischen Eigenschaften und die Struktur von Papier untersucht. Die Experimente der Autoren G. Mak und G. Bollo zeigten, dass mit einer Erhöhung des linearen Drucks die Reißlänge des Papiers um das Dreifache erhöht werden kann, das Volumengewicht, die Anzahl der Doppelbiegungen und die Berstfestigkeit deutlich zunehmen. aber die Porosität des Papiers verschlechtert sich.[...]

Die variablen Faktoren waren die Anteile der Anteile Kiefer (X()), Lärche (X2) und Fichte (X3) in den Holzrohstoffen. Die Experimente wurden gemäß dem Scheffe-Plan dritter Ordnung durchgeführt; alle Kochvorgänge wurden zweimal mit Zufallsprinzip wiederholt . Die Ergebnisse wurden anhand einer Reihe von Indikatoren für die Festigkeit der Gussteile bewertet. Als Beispiel betrachten wir die Änderung eines der Indikatoren – der Durchstanzfestigkeit.[...]

Wenn die Temperatur des geblasenen Zellstoffs auf 93 °C gesenkt wird, ist seine Leistung nicht schlechter als die Leistung von Zellstoff, der beim Chargenkochen im Labor gewonnen wird, und übertrifft diese in einigen Fällen sogar. In Kamur-Anlagen gekochte Zellulose ist homogen; Qualitätsschwankungen im Tagesverlauf sind unbedeutend. Bei ungebleichtem Zellstoff sind die mechanischen Eigenschaften höher: Durchstanzfestigkeit um 15–18 %, Reißfestigkeit um 7–10 %, Reißlänge um 10–12 %.

IC „Composite-Test“ führt Tests von Karton durch, der für die Herstellung verschiedener Verpackungen bestimmt ist:

  • Verbraucher- und Transportverpackungen – Kartons, Kisten, Tabletts;
  • Hilfsverpackungsmittel – Auskleidungen, Gitter, Schalen, Dichtungen, Stoßdämpfer;
  • andere Produkte.

Es werden Tests durchgeführt, um die tatsächlichen Werte der Kartoneigenschaften zu bestimmen, die in GOST R 52901-2007 „Wellpappe für Verpackungen. Technische Bedingungen“ festgelegt sind.

Dieser Standard normalisiert:

  • spezifische Zugfestigkeit bei Anwendung einer zerstörenden Kraft entlang der Riffelung entlang der Ritzlinie, N/m;
  • Widerstand gegen Enddruck entlang der Wellen, kN/m;
  • absoluter Stanzwiderstand, MPa (kgf/cm2);
  • Delaminationswiderstand, kN/m;
  • Feuchtigkeit, %

Das Verfahren zur Prüfung von Karton im Composite-Test IC

Vorbereitung von Proben zum Testen

Zu den Arbeiten zur Vorbereitung des Kartons für die Prüfung gehört das Zuschneiden und Konditionieren von Prüfmustern.

Probeschnitt

Das Schneiden von Kartonproben für Testzwecke erfolgt mit einer speziellen Laborausrüstung – einem pneumatischen Billerud-Schneider für Papier und Karton, hergestellt von der französischen Firma Noviprofibre.

Diese Operation erfolgt mit hoher Präzision durch zwei parallel im Geräteträger eingebaute einseitige Schärfmesser, wodurch mögliche Verfälschungen des Ergebnisses nahezu ausgeschlossen sindbei Kartonprüfungen Endkomprimierung, verbunden mit Nichtparallelität der Seiten des Werkstücks.Die resultierenden Proben haben rechteckige Form Länge (100,0 ± 0,5) mm und Breite (25 ± 0,5) mm. Die Abweichung von der Parallelität zwischen den Längsseiten der Probe ist sehr gering und beträgt nicht mehr als 0,1 mm.

Proben für andere Testarten werden anhand von Schablonen ausgeschnitten.

Konditionierung von Proben

Die Konditionierung geschnittener Kartonproben erfolgt obligatorische Anforderung GOST R 52901 und wird vor der Prüfung durchgeführt, um den Proben die erforderliche Luftfeuchtigkeit und Temperatur zu verleihen. Zur Konditionierung von Karton verwenden wir eine Klimakammer SM 5/75-80 TVO-T der Firma SM „Climate“ (St. Petersburg). Die Kammer ist mit einem Dampfgenerator und einem Trocknungssystem ausgestattet, das eine Konditionierung der Proben vor dem Testen bei relativer Luftfeuchtigkeit (50 ± 2) % und einer Lufttemperatur (23 ± 1) ˚C für 24 Stunden ermöglicht. Die stabilisierte Temperatur in der Kammer wird im Bereich von 5 °C bis 75 °C mit einer Genauigkeit von ±2 °C eingestellt. relative Luftfeuchtigkeit Die Luft in der Arbeitskammer kann im Bereich von eingestellt werden natürliche Bedeutung bis zu 99 %.

Zugversuche entlang der Ritzlinie

Der Kartonzugversuch wird auf einer Tischplatte durchgeführt elektromechanische Maschine Modell H10K-S von Tinius Olsen (England). Die Maschine entwickelt eine Bruchkraft von bis zu 10 kN im Bereich der Traversengeschwindigkeiten (0,001...1000) mm/min. Der Lastmessfehler beträgt ±0,5 %. Das in die Maschine integrierte Kraftmesssystem und das System zur Messung der Verformung des Prüflings verfügen über einen Ausgang an einen Computer, der die von den Sensoren der Messsysteme empfangenen Signale nach einem speziellen voreingestellten Programm verarbeitet.

Die auf dem Computer verarbeiteten Informationen werden an Peripheriegeräte – ein Display und einen Drucker – übertragen, um sie in einer für den Bediener visuell wahrnehmbaren Form (in Form von Grafiken, Tabellen und Texten) darzustellen. In diesem Fall erfolgt die Erstellung von Probenladediagrammen auf dem Monitorbildschirm online.

Die Zugprüfung von Kartonproben wird gemäß den Anforderungen von GOST R 52901-2007 durchgeführt.

Der Kern der Methode besteht darin, die Kraft zu bestimmen, bei der es entlang der Ritzlinie zur Zerstörung des Prüflings kommt. Dabei eine notwendige Bedingung Bei Experimenten wird der getestete Kartonstreifen vor dem Laden einmal um 180° entlang dieser Linie gebogen.

Der so vorbereitete Prüfkörper wird verzugsfrei in den Spannvorrichtungen der Zugprüfmaschine befestigt und belastet. Die Ladegeschwindigkeit wird so gewählt, dass die Zerstörung der Probe etwa 15–20 Sekunden nach Beginn der Belastung erfolgt.

Während des Tests können Sie online auf dem Bildschirm die Dynamik der Erstellung eines Musterbelastungsdiagramms in den Koordinaten „Last – Verformung“ beobachten. Das endgültige Protokoll mit den Testergebnissen wird ausgedruckt.

Dreipunkt-Biegeversuche

Wir führen auch Biegeversuche an Wellpappe mit einer elektromechanischen Tischmaschine Modell H10K-S von Tinius Olsen durch. Drei-Punkte-Schema.

Im Prozess des ExperimentierensDie Kartonprobe wird auf zwei Stützen montiert und mit einem Stempel in der Mitte des Abstands zwischen den Stützen belastet. Dieser Abstand ist durch Verschieben und Arretieren der Stützen entlang der Nuten in der Grundplatte stufenlos einstellbar.

Der Stempel kann unterschiedliche Dicken und Krümmungsradien der Arbeitsfläche aufweisen. Sample-Laderate sowieund bei Zugversuchen wird es auf der Grundlage spezifischer Testbedingungen ausgewählt.

Kompressionstests beenden

Auf einer Kompaktpresse des Unternehmens werden Endstauchversuche an Wellpappenproben durchgeführtFRANK- PTIGmbH(Deutschland), ausgestattet mit einem elektronischen Kraftmesser und einem Computer mit vorinstalliertem Datenverarbeitungsprogramm. Der Testmodus wird vom Bediener über das Touch-Display ausgewählt.

Die maximale Parallelität der Arbeitsplatten, die die geprüften Proben zusammendrücken, wird durch die Verwendung von zwei vertikalen Führungen in der Ständerkonstruktion gewährleistet.Die Belastungsgeschwindigkeit ist im Bereich (1-200) mm/min einstellbar, die maximale Druckkraft beträgt 5 kN. FehlerMessungenDer Kraftaufwand darf über den gesamten Lastwechselbereich 1 % nicht überschreiten.



Auf dem Bildschirm wird in Echtzeit ein Probenladediagramm erstellt und Testergebnisberichte im A4-Format ausgedruckt.

Zur FirmenpresseFRANK- PTIDarüber hinaus werden folgende Tests durchgeführt:

  • Bestimmung des Widerstands von Pappe gegen Flächendruck gemäß GOST 20681-75;
  • Bestimmung der Zerstörungskraft von Pappe und Papier beim Ringkomprimieren nach GOST 10711-97;
  • Bestimmung der mechanischen Druckfestigkeit einer Wellprobe (Wellpapier) gemäß GOST 28686-90;
  • Bestimmung des Druckwiderstands in der Ebene einer Wellprobe (Wellpappe) gemäß GOST 20682-75;
  • Bestimmung des Delaminierungswiderstands von Wellpappe durch GOST 22981-78.

Prüfungen der Durchstanzfestigkeit

Prüfungen von Karton auf Durchstanzfestigkeit werden gemäß den Anforderungen von GOST 13525.8-86 „Halbzeuge aus Faserstoffen, Papier und Pappe. Verfahren zur Bestimmung der Durchstanzfestigkeit“ durchgeführt. Die Arbeiten werden an einem digitalen Gerät zur Bestimmung der Scherfestigkeit HYBT (Italien) mit mechanischer Spannvorrichtung durchgeführt.

Wird im Hydrauliksystem des Geräts verwendet Zahnradpumpe Der Druck des Arbeitsmediums wird auf eine Membran übertragen, die den Karton durchdringen soll. Das Ein- und Ausschalten der Pumpe erfolgt über einen Kippschalter am Bedienfeld des Geräts.


Die Membran besteht aus elastischem Gummi und kann sich nach Verformung bei wiederholten Belastungen gleichmäßig erholen. Das Material und die Form der Membran geben die in GOST 13525.8-86 festgelegten Abmessungen des Auslegers für verschiedene Betriebsdrücke vor.

Die Spannvorrichtung des Gerätes besteht aus einer oberen beweglichen und einer unteren Stützringe mit zentralen Löchern mit einem Durchmesser von 31,5 mm, koaxial zur Membran. Die Bewegung des Oberrings wird durch eine „Schrauben-Mutter“-Übertragung mit einer feinen Trapezgewindesteigung gewährleistet manueller Antrieb vom Schwungrad.

Zur Vorbereitung des Experiments wird eine Pappprobe auf den unteren Ring gelegt. Als nächstes senkt der Bediener durch Drehen des Schwungrads den beweglichen Ring nach unten und drückt den Karton zwischen den Ringen zusammen. Dabei wird die Spannkraft so eingestellt, dass der zwischen den Ringen eingespannte Prüfling nicht verrutscht und seine glatten Schichten nicht verformt werden.

Im nächsten Schritt schaltet der Bediener mit einem Kippschalter die Hydraulikpumpe ein, wodurch die Membran unter dem Einfluss des zunehmenden Drucks beginnt, den Karton in das Loch im oberen Ring zu drücken.

Informationen über die momentanen Werte der Betriebsdrücke im System, wenn die Probe geladen wird, bis sie vollständig gepresst ist, werden auf einer digitalen Anzeige in kPa angezeigt.

Relativer Messfehler absoluter Widerstand Die Stanzung von Karton auf dem HYBT-Gerät beträgt 0,05 %.

Antrag zur Prüfung von Karton am Composite-Test IC

Die Prüfung von Karton in unserem Zentrum kann bestellt werden:

Die Reißfestigkeit ist die Kraft, die erforderlich ist, um einen Materialstreifen zu zerreißen. Bis zu einer gewissen Grenze weist das Material elastische und elastische Eigenschaften auf. Im elastischen Bereich ist die durch eine ausgeübte Kraft (Spannung) verursachte Verformung (Dehnung) proportional zu dieser Kraft. Dieser Zusammenhang ist als Hookesches Gesetz bekannt und kann wie folgt ausgedrückt werden:

Spannung (aufgewandte Kraft) = Konstante x Dehnung (Größenänderung)

F=E∆x,

Wo F- destruktiv, Anstrengung, E- konstant, ∆ x - Dehnung.

Konstante E bekannt als Elastizitätsmodul (Young-Modul).

Papier und Karton weisen bis zu einer gewissen Grenze elastische Eigenschaften auf (Abb. 1.25). Das heißt, wenn die Kraft aufhört, nimmt die Probe ihre ursprüngliche Form wieder an, oberhalb der Elastizitätsgrenze gilt diese Abhängigkeit jedoch nicht mehr, da sich das Material allmählich verformt, bis es bricht.

Technische Anforderungen basieren auf Prüfverfahren mit fester Materialstreifenbreite und Lastwechselgeschwindigkeit. In diesem Fall wird die Zugfestigkeit als Kraft pro Breiteneinheit erfasst. Die Zugfestigkeit in Längsrichtung ist höher als in Querrichtung.

Reis. 1,25. Spannungs-Dehnungs-Beziehung, die elastoplastische Eigenschaften zeigt. Last-Dehnungs-Kurve

Die Zugfestigkeit von Papier kann durch die Bruchlänge ausgedrückt werden – ein bedingter berechneter Wert, der angibt, bei welcher Länge ein an einem Punkt befestigter hängender Papierstreifen aufgrund seiner eigenen Masse reißt.

Die Höhe der Zugfestigkeit an der Bruchstelle hängt von der Geschwindigkeit der Laständerung ab. Bei gleichmäßiger Belastungszunahme erfolgt die Prüfung im statischen Zugbetrieb, bei schlagartiger Belastung für sehr kurze Zeit im dynamischen Zugbetrieb.

Die letztgenannte Eigenschaft, definiert als Zugenergieabsorption (TEA), ist wichtig für das Verständnis der Papiereigenschaften, die mit dem Verhalten einer mehrschichtigen Papiertüte bei einem Falltest verbunden sind. Dieser Test ist ein Maß für die Arbeit (das Produkt aus Kraft und Weg), die erforderlich ist, um eine Probe zu brechen, und liefert ein Maß für die Zugfestigkeit und die prozentuale Dehnung.

Zugdehnung (Bruchdehnung)

Die Bruchdehnung ist die maximale Dehnung eines Materialstreifens im Zugversuch und ein Maß für die Elastizität. Sie wird in Prozent als Vergrößerung der Länge der Probe zwischen den Klemmen im Vergleich zur ursprünglichen Länge ausgedrückt. Die Dehnung in Querrichtung ist größer als in Längsrichtung.

Reißfestigkeit

Der Reißwiderstand (Abb. 1.26) ist die Kraft, die erforderlich ist, um den Riss im Blatt nach einem Schnitt zu erhöhen. In den meisten Fällen ist es notwendig, die Reißfestigkeit zu erhöhen, in einigen Fällen ist es jedoch erforderlich, dass das Material sauber reißt (z. B. Aufreißbänder, um das Öffnen der Verpackung und den Zugriff auf den Inhalt zu erleichtern).

Schlagfestigkeit

Zur Prüfung der Berstfestigkeit wird eine Probe aus Papier oder Pappe über einem kreisförmigen, mit einer elastischen (Gummi-)Membran abgedeckten Loch befestigt und einem zunehmenden Druck ausgesetzt, bis die Probe zerbricht (Abbildung 1.27). Dieser Test ist einfach, aber unter realen Bedingungen ist sein Zusammenhang mit der Kraft recht komplex. Hohe Scherfestigkeitswerte weisen auf die Steifigkeit des Materials hin. Wie wir bereits in Abschnitt 1.2.6 erwähnt haben, können bei der Herstellung des Papierbreis Harnstoff und Melamin-Formaldehyd-Harze zugesetzt werden, die dazu beitragen, einen erheblichen Teil der Festigkeit des Papiers sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand aufrechtzuerhalten während der weiteren Verwendung. Die Nassberstfestigkeit wird berechnet, indem die Werte der Berstfestigkeit unter Druck im trockenen Zustand und nach einer gewissen Befeuchtung der Probe verglichen werden. Der Prozentsatz der Nass- und Trockenberstfestigkeitswerte entspricht dem Grad der Beibehaltung der Nassfestigkeit.

Reis. 1.26. Prinzip zur Bestimmung der Reißfestigkeit

Abb.1.27. Prinzip der Bestimmung der Berstfestigkeit

Steifigkeit

Zum Bedrucken, Verpacken und Benutzen sehr wichtig hat Steifigkeit, die als Widerstand gegen Biegung definiert ist, die durch die Anwendung einer äußeren Kraft verursacht wird. Messen Sie die Steifigkeit durch Krafteinwirkung F an das freie Ende eines Materials einer bestimmten Größe (Länge). l), der auf der anderen Seite festgeklemmt wird. Das freie Ende wird dann um einen festen Abstand oder Winkel 8 ausgelenkt. Diese Methode ist als Zweipunktmethode bekannt (Abb. 1.28) und dient zur Messung der Biegesteifigkeit (nach Lorenzen und Vaettre, 5°, Lorentzen und Wettres), Biegefestigkeit (nach Lorenzen und Vattru, 15°) und Steifigkeit (nach Taber, 15°, Taber).

Reis. 1.28. Aufbringen einer Last zur Messung der Biegesteifigkeit mit der Zweipunktmethode

Die Biegesteifigkeit ist in Längsrichtung höher als in Querrichtung, was manchmal durch das Verhältnis der Steifigkeit in Längs- und Querrichtung ausgedrückt wird. Dieser Unterschied ist auf unterschiedliche Faserorientierungen aufgrund der verwendeten Papier- und Kartonherstellungsmethode zurückzuführen. Starrheit ist auch mit anderen verbunden wichtige Eigenschaften, insbesondere mit dem Verhalten von Kartons bei der Prüfung auf Druck, Biegefestigkeit, Biegbarkeit und Gesamtschlagfestigkeit. Bei der Messung der Biegesteifigkeit ist zu berücksichtigen, dass sie mit dem Elastizitätsmodul zusammenhängt (E) und Materialstärke (T) auf die folgende Weise:

Steifigkeit = Konstante (materialabhängig) × E × t 3 .

Bei homogenen Materialien tritt diese kubische Abhängigkeit auf, sofern die Elastizitätsgrenze nicht überschritten wird. Bei Papier und Karton liegt der Exponent etwas unter 3,0, ist aber immer noch recht signifikant (bei einigen Kartonsorten liegt er bei etwa 2,5–2,6). Somit kann argumentiert werden, dass die Steifigkeit maßgeblich von der Dicke des Materials abhängt, was leicht zu erkennen ist, wenn die Dicke verdoppelt wird – die Steifigkeit erhöht sich um das Fünffache oder mehr.

Kompressionswiderstand

Wenn wir Kompression im Zusammenhang mit Verpackungsanforderungen betrachten, beziehen wir uns im Allgemeinen auf die Auswirkung externer Belastungen auf Verpackungen (z. B. Kartons, Kisten und Fässer) während der Lagerung, Verteilung und Verwendung verpackter Produkte.

In diesem Fall ist die Auswirkung auf die Druckfestigkeit zu berücksichtigen verschiedene Eigenschaften Verpackungsdesigns, verschiedene Typen Papier und Pappe, deren Dicke sowie atmosphärische Bedingungen. Sie berücksichtigen auch den Unterschied zwischen einer statischen Belastung über einen längeren Zeitraum (während sich die verpackte Ladung im Lager befindet) und dynamische Belastung mit erheblichen Kräften verbunden, die über einen kurzen Zeitraum einwirken (insbesondere bei Stürzen und Stößen während des Transports). Druckfestigkeitsprüfungen werden unter verschiedenen Belastungen durchgeführt.

Untersuchungen haben gezeigt, dass zu den Eigenschaften von Papier und Karton, die ihr Verhalten bei Drucktests von Kartons beeinflussen, die Steifigkeit und eine Eigenschaft gehören, die als Druckfestigkeit bekannt ist und mit der Methode bestimmt wird SCT(Kurzspannen-Kompressionstest)- Widerstand gegen Endkompression der Probe (Probenbasis 0,7 mm).

Wenn eine Papier- oder Kartonprobe durch Krafteinwirkung auf gegenüberliegende Kanten in der Probenebene zusammengedrückt wird, biegt sich das Material, und dies kann nicht als Maß für den Druckwiderstand dienen (Abb. 1.29). Wenn die Höhe der Probe in Richtung der Krafteinwirkung geringer ist als die durchschnittliche Länge der Faser (z. B. auf 0,7 mm reduziert), wird die Kraft so auf das Fasernetzwerk ausgeübt, dass das Netzwerk selbst wird komprimiert, was zu einer gegenseitigen Verschiebung der Fasern führt. In diesem Fall sind die Bindung zwischen den Fasern sowie die Art und Anzahl der Zellulosefasern wichtig für das Testergebnis der Methode. SCT. Es ist diese charakteristische Eigenschaft eines bestimmten Blechs in Messrichtung (längs oder quer), die neben der Steifigkeit das Verhalten von Kästen bei Drucktests beeinflusst.

Reis. 1.29. Druckfestigkeitstest. Beachten Sie den Unterschied in der Probenlänge im Vergleich zum Zugversuch

Knickfestigkeit und Biegsamkeit

Bei der Herstellung von Taschen verschiedene Designs, Tüten, Kartons und Kartons aus Well- und Karton, Papier und Pappe werden häufig gefaltet. Mehr dünne Materialien mechanisch um 180° gefaltet und die resultierenden Falten werden gerollt (gefaltet), um Haltbarkeit zu verleihen. Dickere Materialien für die Herstellung von Falt- und Hartkartons erfordern, dass das Material zum einfachen Biegen eine Ritzlinie (Rillung) aufweist, die als eine Art Scharnier (Achse) dient und eine Biegung des Kartonzuschnitts um 180° ermöglicht. Die Ritzung von Kartonzuschnitten erfolgt mittels Ritzkupplungen mit Rillen unterschiedlichen Profils.

Beim Ritzen auf der Oberseite des Werkstücks Pappkarton Es bilden sich Rillen (Rillen) und auf der Rückseite Wölbungen. Beim Falten einer Schachtel wird das Material mehreren Belastungen ausgesetzt (siehe Abbildung 10.29 in Kapitel 10).

Obere Schichten aus Pappe draußen Die entstehenden Falten dehnen sich aus und müssen eine ausreichende Zug- und Zugfestigkeit aufweisen. Die inneren Schichten werden komprimiert, wodurch es zu lokalen Delaminationen kommt (siehe Abb. 10.30-10.32). Eine Delaminierung der Rückseite führt bei Fortsetzung des Faltvorgangs bis zu einem bestimmten Winkel zur Bildung einer Rolle (Verdickung) und verhält sich wie eine Schleife (Abb. 1.30). Wichtig ist, dass diese Verdickung nicht reißt oder sich verformt, daher muss auch die Kartonschicht auf der Rückseite sehr stark sein.

Reis. 1.30. Bildung einer Wertungslinie (Biga)

Neben den hohen Festigkeitseigenschaften des Materials sind auch die Geometrie und Breite der Ritzlinie, die Breite und Tiefe der Nut der Ritzkupplung sowie die Eindringtiefe des Ritzlineals in das Material zu berücksichtigen sehr wichtig. Neben der visuellen Kontrolle der Knicke und Falten werden auch der Faltwiderstand und der Druckwiderstand der zusammengebauten Schachtel gemessen, die durch Änderung der Rillgeometrie angepasst werden können.

Die funktionellen Eigenschaften der Rilllinien gefalteter und geklebter Kartonagen hängen von der Dauer und den Lagerbedingungen der Zuschnitte mit geklebter Seitennaht vor der Zuführung in die Verpackungsmaschine ab. Diese Eigenschaft lässt sich als „Öffnungskraft eines Kartons“ messen. Die Bedingungen für eine solche Zwischenlagerung (Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Packungsdichte und Stapelbedingungen) sind sehr hoch wichtige Faktoren, was sich auf die Effizienz der Verpackungsvorgänge auswirkt.