 |
Свойства упаковочного картона
|
|
|
|
Чтобы картон удовлетворял требованиям производства и применения упаковки, необходимо обеспечить определенные свойства этого материала. Свойства картона в машинном и поперечном направлениях отличаются.
Нормируемыми показателями, влияющими на прочностные и деформационные свойства картона, являются размерные:
· Масса квадратного метра. Количество твердых веществ волокна, наполнителя в картоне оценивается массой квадратного метра, которая изменяется в пределах от 170 до 2100 г. В лабораторных условиях этот параметр определяют взвешиванием точно вырезанного куска материала, а результат выражают в г/м². Для упаковочного картона большинство прочностных характеристик с увеличением массы единицы площади возрастают.
· Толщина. Картон характеризуется волокнистой сжимаемой структурой, в связи с чем толщину измеряют толщиномером – микрометром, позволяющим прикладывать к заданной площади фиксированную нагрузку. С ростом толщины также увеличиваются прочностные свойства. Выпускается картон толщиной от 0,25 до 3,0 мм. Большое значение для картона имеет равномерность по толщине, так как от этого зависит возможность использования его для машинной обработки на различных этапах технологического процесса полиграфического производства. Структура картона, как и у бумаги, капиллярно-пористая, однако, в целом, плотность картона меньше, чем у бумаги.
· Влажность – процент содержания влаги в картоне. Показатель, определяющий поведение картона при склеивании и влияющий на прочностные характеристики. Содержание влаги в процентах измеряют в образце, предварительно высушенном до постоянной массы. С изменением содержания влаги изменяются многие прочностные свойства материала. [4]
|
|
|
Важнейшими свойствами картона являются механические, которые характеризуются следующими показателями:
· Сопротивление разрыву – это усилие (Q), требуемое для разрыва полоски материала. До определенного предела материал демонстрирует упругие и эластичные свойства. 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.
· Удлинение при растяжении (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 направлении больше, чем в продольном. [4]
· Прочность на разрыв (прочность при растяжении) определяется как отношение усилия (Q), которое требуется для разрушения образца, закрепленного между зажимами разрывной машины, при определенной скорости перемещения нижнего зажима, к площади сечения образца, представляющего собой произведение толщины (h) и ширины (a) образца, и рассчитывается по формуле:
;
· Жесткость при изгибе (S) характеризуется усилием, которое требуется для прогиба образца, помещенного между двумя опорами (рис. 1.2), и рассчитывается по формуле:
,
где F – сила изгиба, H; L – длина изгиба, мм; b – ширина образца, мм;
d – стрела прогиба, мм.
Рисунок 1.2. Схема испытания на жесткость при изгибе.
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 картона.
|
|
|
· Сопротивление изгибу (F) характеризуется усилием, которое требуется, чтобы изогнуть образец картона, закрепленного одним концом, от исходного положения до достижения заданного угла. Схема испытания представлена на рис. 3А.Сила сопротивления изгибу рассчитывается по формуле:
,
где R – изгибающий момент, мН×см; l- длина образца, см; [1]
· Сопротивление раздиранию – это усилие, необходимое для увеличения разрыва в листе после сделанного в нем надреза (рис. 1.3). В большинстве случаев необходимо увеличивать сопротивление раздиранию, но в некоторых случаях требуется, чтобы материал рвался чисто.
Рисунок 1.3. Принцип определения сопротивления раздиранию. [4]
· Сопротивление продавливанию характеризуется давлением, при котором происходит разрушение образца под действием нарастающего давления гидравлического прибора;
· Сопротивление сжатию. Испытания на сопротивление сжатию проводят при различных нагрузках.
· Прочность на излом при многократных перегибах определяется числом двойных перегибов до излома с помощью качающегося зажима. Этот показатель нормируют для картона толщиной не более 1,4 мм;
· Прочность на расслаивание картона характеризуется усилием, приходящимся на единицу поверхности, которое приводит к расслаиванию картона. Схема испытания представлена на рис. 1.4 и рассчитывается по формуле:
,
где F – разрушающее усилие при расслаивании, Н; S – площадь образца, см²;
Рисунок 1.4. Схема испытания прочности на расслаивание. [1]
Если прочность на расслаивание и межволоконные силы связи слишком малы, адгезионные связи легко разрушаются и нарушается композиционная устойчивость материала. Если межволоконные силы связи слишком велики, то не произойдет внутреннего расслаивания, необходимого для хорошей биговки.
· Впитываемость воды при одностороннем смачивании – масса поглощенной воды для картона площадью одного квадратного метра при одностороннем контакте с водой в течение определенного времени (метод Кобб). Измеряют массу воды, поглощенной в течение заданного времени картоном определенной площади (рис. 1.5). Этот показатель очень важен для упаковочного картона.
Рисунок 1.5. Испытание по методу Кобба. [4]
|
|
|
Большое значение для качества печати и стабильности процесса печатания имеют показатели, характеризующие взаимодействие запечатываемых материалов с жидкостями. Это особенно актуально для способа плоской офсетной печати. К таким показателям можно отнести степень проклейки, впитывающую способность по ксилолу, впитываемость при одностороннем увлажнении (Кобб 60), высота поднятия жидкости (впитывание по Унгеру). На качество печати и, тем самым, на внешний вид упаковки влияют такие свойства, как белизна, гладкость, равномерность структуры, глянец и т.п. [1]
|
|
|
