Najłatwiejsze jest względne okrelenie sztywnoci wyrobów. Polega ono na okreleniu, który z wyrobów jest bardziej sztywny, a który mniej sztywny. Takš metodę wykorzystuje się też przy badaniu kierunku włókien.
W celu względnego okrelenia sztywnoci dwóch wyrobów należy wykroić paski o jednakowej szerokoci ok. 15 mm i długoci ok. 200 mm z obu porównywanych wyrobów tak, aby włókna były równoległe i prostopadłe do długoci pasków. Na paskach należy zaznaczyć kierunek włókien (rys. 1), zetknšć dwa paski z tym samym kierunkiem włókien, uchwycić w dwa palce, tak aby wystawały na jednakowš długoć i ustawić poziomo (rys. 2a). Następnie odwrócić położenie pasków (rys. 2b). Jeżeli oba paski będš się stykały ze sobš, oznacza to, że dolny ma większš sztywnoć niż górny. Po odwróceniu pasek dolny bardziej się ugina niż górny. Górny ma więc większš sztywnoć niż dolny.
Taka metoda może być stosowana tylko dla wyrobów o małej i redniej sztywnoci. Jest nieprzydatna przy dużej sztywnoci. Jest również mało przydatna, gdy badanie w kierunku wzdłuż wskaże większš sztywnoć innego wyrobu niż w poprzek.
Badania liczbowe bezwzględnych wartoci sztywnoci muszš być wykonywane przy użyciu odpowiednich urzšdzeń laboratoryjnych. Obecnie najczęciej stosowane sš przyrzšdy Tabera i Lorentzena Đ Wettresa zwanego w skrócie LiW. Od nazw przyrzšdów nazywane sš metody badań: Tabera i LiW.
Do badania na tych przyrzšdach używa się próbek w postaci pasków o szerokoci 38 mm. Próbkę wkłada się w zacisk w położeniu pionowym w celu zlikwidowania wpływu przycišgania ziemskiego. W odległoci 50 mm od końca zacisku znajduje się mechanizm zginajšcy i okrelajšcy siłę potrzebnš do zgięcia próbki (rys. 3). Zginanie wykonywane jest zwykle o kšt 15Ą, a wyjštkowo w przypadku wyrobów bardziej sztywnych i łamliwych Đ o kšt 7,5Ą. Przeliczanie wartoci uzyskanych przy zginaniu o kšt 15Ą i 7,5Ą nie jest możliwe. W przypadku wykonywania pomiarów przy zginaniu o kšt 7,5Ą trzeba to zaznaczyć przy podaniu wyniku badań.
W przyrzšdzie Tabera próbka jest zginana w obie strony o kšt 15Ą i wykazywana jest siła potrzebna do zgięcia w jednš i drugš stronę. W przyrzšdzie LiW zgięcie następuje tylko w jednš stronę. Do zbadania sztywnoci w drugš stronę trzeba założyć innš próbkę. Wynik pomiaru jest redniš arytmetycznš wyników uzyskanych przy zginaniu w obie strony.
Z powodu tych minimalnych różnic w działaniu obu przyrzšdów uzyskane wyniki różniš się w niewielkim stopniu. Stwierdzono, że wyniki uzyskane przy stosowaniu przyrzšdu Tabera sš mniejsze o 0-3,5% niż przy stosowaniu przyrzšdu LiW. Najlepiej jest przyjšć przelicznik 1,5%. Ze względu na stosunkowo małš dokładnoć metod Tabera i LiW odstępstwa przy przeliczaniu mniejsze niż 2% uznaje się za znikome.
Wyniki badań na przyrzšdach Tabera oraz LiW mogš być podawane w jednostkach siły (N, mN) lub w jednostkach momentu siły (mN . m, N . m). Ze względu na to, że w obu przyrzšdach długoć próbki, na której wykonuje się pomiar wynosi 50 mm, można w każdym przypadku przeliczyć wynik z jednostek siły na jednostki momentu siły i odwrotnie. Przeliczniki sš następujšce
Taber (mNám) = Taber (mN) x 20
Taber (mN) = Taber (mN . m) x 0,05
LiW (mNám) = LiW (mN) x 20
LiW (mN) = LiW (mN . m) x 0,05
LiW (mN) = Taber (mN) x 1,015
LiW (mNám) = Taber (mN . m) x 1,015
LiW (mNám) = Taber (mN) x 20,3
LiW (mN) = Taber (mN . m) x 0,0508
Taber (mN) = LiW (mN) x 0,985
Taber (mNám) = LiW (mN . m) x 0,985
Taber (mNám) = LiW (mN) x 0,0493
Taber (mN) = LiW (mN . m) x 19,7
W Niemczech stosowana jest metoda badania przyrzšdem LiW przy kšcie zginania próbki o 5Ą. Jest to stara niemiecka metoda oparta na krajowej niemieckiej normie DIN 53121. Mimo że metoda ta nie została uznana w skali międzynarodowej oraz w Unii Europejskiej, w niektórych papierniach niemieckich jest ona stosowana jako jedyna. To w znacznym stopniu przeszkadza w ocenie porównawczej sztywnoci.
Przeliczanie wartoci sztywnoci badanej przy kšcie zginania 5Ą na wartoci przy kšcie zginania 15Ą nie jest możliwe, podobnie jak przeliczanie wartoci badań przy kšcie 7,5Ą na wartoci badań przy kšcie 15Ą. Co prawda niektórzy publikujš jakie wzory przeliczeniowe, ale one w większoci przypadków nie sprawdzajš się. Tak np. proponujš przeliczanie ze współczynnikiem 2 wartoci przy kšcie 5Ą na 15Ą. Inni z kolei proponujš przeliczanie ze współczynnikiem 2 wartoci przy kšcie 7,5Ą na 15Ą. Na podstawie porównań dokonanych w naszej firmie stwierdzilimy, że błędy przeliczeń w ten sposób wykonywanych dochodzš do 40%. A więc dokładnoć przeliczeń jest żadna. Przeliczeń nie można wykonywać.
Przy stosowaniu przyrzšdów Tabera oraz LiW przy długoci próbki 50 mm nie można badać z wystarczajšcš dokładnociš wyrobów o małej sztywnoci, np. cieńszych papierów. Można stosować wtedy mniejszš długoć próbki, np. 10 mm. Wygodniej jest wówczas podawać wartoci sztywnoci w jednostkach momentu siły. Te jednostki stosujemy zawsze w opracowaniach naszej firmy.
Badania sztywnoci tego rodzaju, jakie wykonywane sš przy zastosowaniu aparatów Tabera i Lorentzena Đ Wettresa, sš tzw. badaniami statycznymi. Do badań sztywnoci wyrobów wiotkich Đ mało sztywnych bardziej przydatne sš tzw. metody dynamiczne. Takš uznanš w skali międzynarodowej i Unii Europejskiej metodš dynamicznš jest metoda rezonansowa. Jest ona jednak w praktyce jeszcze mało stosowana. Można powiedzieć, że jest to jeszcze metoda unikalna. Nie wiadomo, czy możliwe jest przeliczanie wyników uzyskiwanych metodš rezonansowš na wartoci sztywnoci uzyskiwane metodami statycznymi.
Wartoć sztywnoci danego wyrobu okrelajš dwie liczby: sztywnoć wzdłuż i sztywnoć w poprzek układu włókien. Jest to niewygodne przy porównywaniu sztywnoci różnych wyrobów. Przyjęto wobec tego, że dla porównania sztywnoci dwóch wyrobów najlepiej jest stosować pojęcie sztywnoci ogólnej, która jest redniš geometrycznš sztywnoci wzdłuż i w poprzek:
......
Wyroby papierowe wykazujš doć duże wahania wartoci sztywnoci w różnych miejscach. Dlatego tolerancje wartoci sztywnoci sš doć duże. Najczęciej producenci deklarujš tolerancję ą15%. Oznacza to, że sztywnoć może w różnych miejscach być mniejsza lub większa o 15% od wartoci deklarowanej. Jest jednak grupa producentów deklarujšca tolerancję dwukrotnie mniejszš, przedstawiajšc jš liczbowo -15%. Oznacza to, że przedstawia ona maksymalnš wartoć liczbowš. Porównujšc z innymi wyrobami o tolerancji ą15% należy podawać ą7,5% ze zmniejszeniem deklarowanej wartoci sztywnoci o 7,5%. W ten sposób postępujemy w naszej firmie. Nie liczymy na to, że kto nie zauważy zmiany zapisu tolerancji i uwierzy, że deklarowana wartoć sztywnoci jest zawyżona w stosunku do rzeczywistoci.
Podsumowanie. Najczęciej stosowane sš statyczne badania sztywnoci Tabera oraz LiW. Badania sztywnoci wykonywane sš w nich przy kšcie zginania 15Ą lub wyjštkowo 7,5Ą. Nie należy stosować innych kštów zginania. Wartoci sztywnoci badane przy różnych kštach zginania sš nieprzeliczalne. Sztywnoć należy podawać w jednostkach momentu siły. Metody dynamiczne badania sztywnoci sš jeszcze unikalne. W celu uniknięcia stosowania wartoci sztywnoci wzdłuż i w poprzek układu włókien można operować wartociš sztywnoci ogólnej, która jest redniš geometrycznš sztywnoci wzdłuż i w poprzek.
