Механическая прочность и деформационные свойства бумаги
Сопротивление бумаги надрыву и раздиранию
Среди показателей, характеризующих механическую прочность бумаги,
сопротивления надрыву и раздиранию имеют немаловажное значение, хотя они
не получили большого распространения и не предусматриваются обычно
стандартами. В практических условиях применения разных видов бумаги
обрывы бумажного полотна в значительной степени определяются
недостаточной величиной указанных показателей.
Сопротивление надрыву характеризуется силой, которую необходимо
приложить к бумаге для получения разрыва ее целой кромки. Этот
показатель особенно важен для таких видов бумаги и изделий из нее, где
прочная и твердая кромка является одним из первостепенных требований,
например для бумажных денег, игральных карт или перфорированных карт для
счетных машин.
Сопротивление раздиранию характеризуется силой, вызывающей у полученного
надрыва кромки дальнейший разрыв до определенной его длины. Увеличение
этого показателя у бумаги не находится в прямой линейной зависимости от
повышения ее сопротивлений разрыву и продавливанию. Более того, рыхлая
(пухлая) бумага, обладающая невысоким показателем сопротивления разрыву,
обнаруживает более высокое сопротивление раздиранию,, чем плотная и
прочная на разрыв бумага с сомкнутой структурой поверхности. Например,
фильтровальнай бумага имеет по сравнению с бумажной калькой более
высокий показатель сопротивления раздиранию.
Сопротивления раздиранию и надрыву для одного и того же материала не
идентичны. Например, целлофан обладает высокой прочностью на надрыв, но
низким сопротивлением раздиранию.
Сопротивление бумаги надрыву под влиянием переменных факторов более
соответствует закономерностям изменения показателей механической
прочности (как сопротивление разрыву, продавливанию и др.), чем
сопротивление раздиранию. Это, по-видимому, объясняется тем, что на
большинство показателей механической прочности бумаги оказывают
существенное влияние силы связи между волокнами, имеющие также значение
и для создания прочной кромки бумаги, тогда как сопротивление бумаги
раздиранию лишь в минимальной степени зависит от сил связи между
волокнами.
Сопротивление бумаги раздиранию больше у той бумаги, которая изготовлена
из относительно более длинных волокон. Из тряпичных видов бумаги высокое
сопротивление раздиранию обнаруживает бумага из льняных волокон.
Высокие показатели сопротивления надрыву и раздиранию
наблюдаются у различных видов длинноволокнистой
бумаги, изготовляемой сухим способом, при котором применяют волокна
длиной до 45 мм.
С повышением пухлости бумаги растет и ее сопротивление раздиранию. Все
факторы, способствующие росту пористости бумаги (увеличение толщины
используемых волокон, применение в композиции бумаги минерального
наполнителя и пр.), увеличивают сопротивление раздиранию с одновременным
уменьшением сопротивления разрыву. Увеличение же плотности бумаги в
результате фибриллирования при размоле используемых волокон способствует
уменьшению сопротивления раздиранию и росту сопротивления бумаги
разрыву. Такой же результат достигается при введении в композицию бумаги
упрочняющих ее добавок, снижающих пористость бумаги и усиливающих
межво-локонные связи, а также при уплотнении бумаги в суперкаландре.
Считается, что для получения максимальной величины сопротивления бумаги
раздиранию влажность бумаги должна достигать 20%. При относительной
влажности окружающего воздуха 85 % сопротивление бумаги раздиранию на
40—60 % выше, чем при относительной влажности 65%. Использование
пластификаторов (глицерина, сорбита и др.) приводит к повышению
влажности бумаги и к росту ее показателя сопротивления раздиранию. Это
учитывается при изготовлении бумаги для завертывания конфет на
автоматах, для которой показатель сопротивления раздиранию имеет
существенное значение.