Механическая прочность и
деформационные свойства бумаги
Удлинение бумаги до разрыва (растяжимость)
Удлинение бумаги до разрыва, или ее
растяжимость, характеризует способность бумаги растягиваться под
нагрузкой без разрыва. При практическом применении бумага обычно
подвергается меньшей по величине нагрузке, чем величина ее разрывного
груза. Поэтому дать характеристику бумаги до разрыва более важно, чем
просто регламентировать ее сопротивление разрыву. К тому же в ряде
случаев практического применения бумаги показатель относительного ее
удлинения до разрыва, выраженный в процентах, лучше характеризует
прочностные свойства бумаги, чем численные значения ее сопротив-ления
разрыву, выраженные в единицах разрывного груза или разрывной длины.
Иногда бумага, слабая по сопротивлению на разрыв, но обладающая высокой
степенью удлинения в практических условиях оказывается лучшей (например,
крепированная бумага для бинтов), чем более прочная на разрыв, но менее
растягивающаяся.
Иногда ошибочно считают, что снизить обрывность бумаги, например
газетной, при перемотке рулонов или при практическом использовании
рулонов бумаги в типографиях можно, увеличив ее разрывную длину (или
разрывной груз) в машинном направлении. На самом деле сокращение числа
обрывов газетной бумаги возможно в тех случаях, когда влажность бумаги
увеличена, т. е. когда ее разрывная длина не только не повышена, но даже
снижена. Однако при атом повышенными оказались показатели удлинения
бумаги до разрыва и сопротивления ее раздиранию. Повышенная растяжимость
бумаги способствует перераспределению напряжений и препят^ ствует их
опасной концентрации в отдельных местах, а уве^ личенное сопротивление
раздиранию препятствует распространению мелких трещин.
Способность бумаги растягиваться особо важна для упаковочной бумаги,
мешочной, бумаги и картона для производства штампованных изделий
(например, бумажных стаканов), парафинированной бумаги для
автоматической завертки конфет и др.
На показатель относительного удлинения бумаги оказывают значительное
влияние длина волокон, из которых изготовлена бумага, их гибкость, а
также силы связи между волокнами.
Практика показывает, что наибольшей способностью удлиняться отличаются
длинноволокнистые виды бумаги. При определении результирующей влияния
двух факторов (гибкости волокон и сил связи между ними)' следует
учитывать, что они действуют не строго в одном и том же направлении.
Например, увлажнение бумаги способствует увеличению гибкости волокон, но
одновременно уменьшаются силы связи между ними. Если это уменьшение не
превзойдет определенного предела, то оно положительно скажется на
относительном удлинении бумаги, так как при этом облегчается подвижность
и скольжение волокон в системе бумажного листа с устранением их жесткого
закрепления, и связанной с этим хрупкостью.
Сухая, и тем более пересушенная, бумага отличается пониженной
способностью удлиняться до разрыва. Однако чрезмерное увлажнение бумаги
уже отрицательно скажется на показателе относительного удлинения бумаги
до разрыва, так как силы связи между волокнами станут настолько слабыми,
что бумага не сможет противостоять приложенной к ней растягивающей силе:
сразу же произойдет разрыв без заметного удлинения испытуемой полоски
бумаги. Считается, что наибольшая способность растягиваться отмечается у
бумаги с влажностью 25%.
В значительной, степени- растяжимость бумаги
зависит от технологического режима ее изготовления на бумагоделательной
машине и от конструктивных особенностей машины. Необходимо принимать
меры, ограничивающие вытяжку бумажного лолотна при его изготовлении на
бумагоделательной машине. Скорость отдельных узлов бумагоделательной
машины не должна иметь большого различия. Поэтому для регулирования
натяжения бумажного полотна в пределах сушильной части машины ее иногда
разбивают на большое число приводных секций.
Усадка бумажного полотна при его сушке должна быть по возможности
наиболее полной. Это достигается медленной сушкой бумаги при
относительно низкой температуре сушильной поверхности. Растяжимость
бумаги в машинном направлении можно повысить сочетанием слабого
натяжения бумажного полотна и сильного натяжения сушильных сукон, а в
поперечном, наоборот, требуется сильное натяжение бумажного полотна и
слабое натяжение сушильных сукон. Вытяжка бумажного полотна в пределах
бумагоделательной машины уменьшается с применением
вакуум-пересасывающего устройства, сдвоенного мокрого пресса или при
максимальном сближении прессов.
О крепировании и микрокрепировании бумаги с целью существенного
повышения растяжимости бумаги указано в § 50.