Wilgotnoœć wyrobów papierowych a ich właœciwoœci mechaniczne

6 Dec 2016 14:42

W poprzedniej poradzie opisałem zmiany właœciwoœci wyrobów papierowych przy odkształcaniu. Teraz przyszła kolej na inne właœciwoœci mechaniczne, w szczególnoœci wytrzymałoœciowe. Ważnš właœciwoœciš dla wielu procesów poligraficznych, zaliczanš do właœciwoœci mechanicznych, jest sztywnoœć, czyli opór, jaki stawia dany materiał przy zginaniu. Wartoœć sztywnoœci jest zależna od właœciwoœci wyrobów papierowych przy odkształcaniu. Wyroby papierowe majšce właœciwoœci kruche będš sztywniejsze niż te, które majš właœciwoœci elastyczne lub plastyczne. Im większa wilgotnoœć wyrobu papierowego, tym jest on mniej sztywny. Innš właœciwoœciš mechanicznš jest twardoœć wyrobu papierowego, brana pod uwagę przy odkształcaniu wyrobów papierowych, a więc głównie w niektórych procesach introligatorskich. Im większa wilgotnoœć wyrobu papierowego, tym mniejsza jego twardoœć. W papiernictwie ocenia się wiele różnych parametrów wytrzymałoœciowych zwanych wytrzymałoœciš lub odpornoœciš na oddziaływanie innych czynników: wody, œwiatła itp. Najważniejszymi z nich sš: wytrzymałoœć na rozcišganie, przedarcie lub naddarcie, rozwarstwienie, zrywanie powłoki lub powierzchni, na przepuklenie i na zginanie. Wymienione parametry można podzielić na statyczne i dynamiczne. Dynamicznym parametrem wytrzymałoœciowym jest wytrzymałoœć na zginanie, której badanie musi być wykonywane w ruchu. Pozostałe parametry sš statyczne. Statyczne parametry wytrzymałoœciowe okreœlajš jednš cechę: siłę potrzebnš do zniszczenia wyrobu papierowego. Zmienia się tylko sposób działania tej siły. Badany parametr wytrzymałoœciowy dobiera się odpowiednio do sposobu oddziaływania sił przy najczęstszym zastosowaniu danego wyrobu papierowego. Każdy z wymienionych parametrów w inny sposób bada wytrzymałoœć wyrobu papierowego, dlatego też jednostki okreœlajšce wytrzymałoœć sš różne w zależnoœci od zastosowanej metodyki badania. Wyrób papierowy składa się z powišzanych ze sobš w jakiœ sposób włókien celulozowych. Chcšc zniszczyć wyrób, co następuje podczas badania wytrzymałoœci, należy zniszczyć powišzania włókien bšdŸ same włókna. Powišzania między włóknami sš realizowane przez: sczepienie mechaniczne (przez poplštanie włókien), sczepienie za pomocš innych substancji wchodzšcych w skład wyrobów papierowych, odgrywajšcych rolę substancji sklejajšcych oraz sczepienie za pomocš wytworzonych pewnego rodzaju wišzań chemicznych. Wytrzymałoœć samych włókien celulozowych, składajšcych się z mocnych, dużych czšsteczek celulozy, jest znacznie większa niż powišzań między włóknami. Przy niszczeniu wyrobu papierowego ulegajš rozerwaniu powišzania między włóknami. Znacznie silniejsze włókna nie sš niszczone. Można to zauważyć np. przy przedzieraniu wyrobu papierowego. Miejsce przedarcia jest silnie zmechacone, gdyż pewne całe włókna pozostajš w jednej częœci przedartego wyrobu, inne Đ w drugiej jego częœci. Przedarcie następuje między włóknami. Siła potrzebna do zniszczenia wyrobu papierowego przy zmianie jego wilgotnoœci będzie zależała od wpływu wilgotnoœci na sczepienie mechaniczne substancjami klejowymi oraz wpływu wilgotnoœci na wišzania chemiczne między włóknami. Siła sczepienia mechanicznego włókien przy zwiększeniu wilgotnoœci zmniejsza się w niewielkim stopniu, gdyż włókna stajš się mniej sztywne. W bardzo dużym stopniu zmniejsza się wraz ze zwiększeniem wilgotnoœci sczepienie substancjami klejowymi, sš one bowiem higroskopijne. Siła sczepienia wišzaniami chemicznymi nie ulega praktycznie zmianom przy zmianach wilgotnoœci. Podsumowujšc należy stwierdzić, że zwiększenie wilgotnoœci powodować będzie zmniejszenie wytrzymałoœci wyrobu papierowego. W przypadku dynamicznych parametrów wytrzymałoœciowych wartoœć wytrzymałoœci może zależeć też od innych czynników, nie tylko sił sczepienia między włóknami, np. od kruchoœci wyrobu. A wobec tego zależnoœci mogš być inne.