Laboratoriotehtävä

Laboratoriotehtävä

Suoritimme hampurilaiskäärepaperista erilaisia mittaustöitä ja selvitimme siitä karheuden, ilmanläpäisevyyden, paksuuden, tiheyden, neliömassan, vaaleuden, opasiteetin, repäisylujuuden, vetolujuuden, murtotyön, venymän ja puhkaisulujuuden. Kyseiseltä paperilta vaadittavia ominaisuuksia ovat ainakin lämmön, rasvan ja öljyn kestävyydet.

Karheus ja ilmanläpäisevyys

Karheudella tarkoitetaan sitä, paljonko paperin pinnan eri kohdat paksuussuunnassa poikkeavat keskimääräisestä paksuudesta. Paperin sileys on tärkeää varsinkin syväpainopapereilla, joilta vaaditaan hyvää kontaktia paperin pinnan ja painosylinterin välillä. Karhea paperi aiheuttaa muun muassa puuttuvia pisteitä ja huonontaa näin ollen painolaatua. Voimakkaimmin paperin sileyteen vaikuttavat kalanterointi ja päällystys. Yleisimmin paperin pinnan sileyttä/karheutta mitataan ilmavirran avulla. Mittauksessa mitataan kuinka paljon tai kuinka nopeasti ilma virtaa paperin ja sileäksi hiotun pinnan välisestä raosta.

Tulokset:

Karheus: alapuoli 68ml/min , yläpuoli 79ml/min

ilmanläpäisevyys: 62ml/min

Paksuus ja tiheys
Paksuus mitataan paperi- tai kartonkiarkin pintojen välisenä etäisyytenä. Paperin tiheys on massa tilavuusyksikköä kohti laskettuna yksittäisen arkin neliömassan ja paksuuden perusteella. Paperin paksuus määräytyy osittain sen neliömassan mukaan. Paksuuden lopullinen säätö tapahtuu kalanteroinnin yhteydessä, jolla pystytään jonkin verran vaikuttamaan myös paksuusprofiiliin.


Tulokset:
paksuus: 33µm

tiheys: 787 kg/m3

Neliömassa

Paperin neliömassalla tarkoitetaan paperin massaa grammoina laskettuna neliömetriä kohti (g/m2). Neliömassa sisältää sekä paperiin kätetyn kuiva-aineen että siinä olevan kosteuden. Neliömassa vaikuttaa melkein kaikkiin paperin ominaisuuksiin. Esim paperin lujuudet, opasiteetti ja tiiveys paranevat neliömassan kasvaessa.

Tulokset:
neliömassa: 26g/m2

Vaaleus ja opasiteetti

Paperin opasiteetti on sen läpinäkymättömyyden mitta. Jos paperin opasiteetti on huono eli paperi on läpinäkyvää, niin myös painettaessa tällaiselle paperille läpipainatus on voimakasta. Vaaleus merkitsee samaa kuin tavanomaisessa kielenkäytössä värittömistä tai lähes värittömistä kappaleista käytetty käsite "valkoisuus".

Tulokset:
Vaaleus: 86,75%
Opasiteetti: 85,2%

Repäisylujuus

Repäisylujuus mittaa sen työn, joka tarvitaan neljän päällekkäisen arkin repäisemiseen alkuviillosta lähtien. Repäisylujuus ilmoietaan voimana, joka vaaditaan repäisyn jatkamiseen eli yksikkö on mN. Jauhatus lisää aluksi repäisylujuutta, mutta se alkaa varsin pian laskea jauhatusmäärää lisättäessä, koska kuidun lujuus heikkenee ja ne alkavat katkeilemaan. Kuidun pituus parantaa repäisylujuutta. Märkäpuristus ja kalanterointi heikentävät repäisyä, koska tiiviissä paperissa repäisyyn tarvittava energia kohdistuu pienelle alueelle, jolloin näyte repeää helpommin.

tulokset:
repäisylujuus: ps: 134mN , Ks: 117mN

Repäisyindeksi: ps: 5,2  mNm2/g , Ks: 4,5 mNm/g

Vetolujuus, murtotyö ja venymä
Paperin murtotyö muodostuu venymästä ja vetolujuudesta. Vetolujuudella tarkoitetaan suurinta kuormitusta, jonka liuska kykenee kestämään murtumatta sitä pinnan suuntaisesti vedettäessä. Venymällä tarkoitetaan liuskan vetokokeessa maksimivoiman hetkellä saavuttaman pituuden lisäyksen suhdetta liuskan alkuperäiseen pituuteen.
  Vetolujuuteen vaikuttaa esim. kemiallinen massa, joka antaa paremman vetolujuuden kuin mekaaninen. Jauhatus kasvattaa vetolujuutta, koska kuitujen sitoutumiskyky paranee. Täyteaineet huonontavat vetolujuutta, koska ne estävät kuitujen sitoutumisen. Vetolujuus kasvaa neliömassan kasvaessa. Kalanterointi kasvattaa vetolujuutta.

Tulokset:
vetolujuus: Ps: 1,63kN/m , Ks: 2,2kN/m
Venymä: Ps: 3,74% , Ks: 1,34%
murtotyö: Ps: 34,7 J/m2 Ks: 19 J/m2

Vetoindeksi: Ps: 62,7 Nm/g , Ks: 84,6 Nm/g
Murtotyöindeksi: Ps: 1334,7 J/kg , Ks: 730 J/kg

Puhkaisulujuus
Testikappaleen puhkaisulujuus on käytetyn hydraulisen paineen maksimiarvo, jonka näyte kestää rikkoutumatta.Puhkaisulujuuteen vaikuttavat esim kalanterointi, jauhatus, kuidunpituus.

tulokset: 100kPa
Puhkaisuindeksi: 3,8kPam2/g