F14 - Pappersfysik Flashcards

1
Q

Vad är ytvikt (w) ett mått på?

A

Enhet: g/(m^2)

Kallas även grammage

Ytvikt är ett mått på hur mycket pappret väger per areaenhet

Ibland anges ytvikten för helt torrt papper (Bone dry), trots att det under normala förhållanden finns ca 5% vatten i pappret. Det är viktigt att hålla koll på vilken de är som är benämnd.

Vill man ha ett billigt material så är det ofta man håller koll på ytvikten. Färre gram råmaterial / area

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Hur tar man reda på ytvikt?

A

Mäts genom att väga papper av bestämd area.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Nämn några vanliga ytvikter

A

Tissue14-25 g/m^2

Tidningspapper 40-50 g/m^2

Viktigast => Kopieringspapper 80 g/m^2

Kartong 100-300 g/m^2

Flerskiktskartong 120-450 g/m^2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Vad är tjockleken en viktig parameter för?

A

Viktig egenskap för exempelvis böjstyvhetoch körbarhet i konverteringsoperationer.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Kan man mäta tjocklek på 3 olika sätt?

A

Kan mätas antingen i en punkt (enstaka ark eller staplade) eller med en profilometer.

ENSTAKA ARK:
* 1 punkt på ett ark (singelpunkt)

STAPLADE ARK:

  • 1 punkt på flera ark samtidigt
  • speciellt bra när det kommer till böcker, att ta reda på hur tjock boken kommer bli
  • Additiv kan tillkomma för ojämnhet i alla ark

I båda fallen för enstaka ark och staplade ark mäts tjockleken som avståndet mellan två parallella plattor med en yta på 200 mm2 och under ett tryck på 100 kPa.

PROFILOMETER:

  • Pappret rullar genom profilometern och mäter kontinuerligt
  • Får en struktur på hela papprets yta
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Vad är densitet?

A

Ytvikt/tjockleken
Enhet: g/m^3

Den kan variera mycket även inom samma pappersark.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Vad kan densiteten påverkas av?

A

Densiteten kan påverkas mycket av massatyp (mekanisk/kemisk), malning och pressning.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Vad är Bulk?

A

Inversen av densiteten

Ett mått på hur luftigt och fluffigt pappret är

Enhet: m^3/g

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Vad har malning för effekt på fibrerna?

A

Omalda VS Malda
Malda blir då mer “trasiga” och blir mer som en massa

Malda VS Högmalda
Högmalda blir mer som bakplåtspapper
Väldigt jämn
Mer som ett eget bindemedel

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Vad har pressningen för effekt på arket?

Opressat VS Pressat

A

Opressat ark:

  • Mycket luftig struktur
  • Ojämn yta

Pressat ark:

  • Tät struktur (mindre luft mellan och i fibrer)
  • Jämnare yta
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Skillnad på maskinark och handark?

A

Maskinark:

  • Anisotropiskt i planet, dvs det finns en längsriktning och en tvärsriktning i arkets plan. Beror av flera faktorer (bl a fiberorientering och inspänd respektive fri torkning).
  • heterogen torkning, blir olika egenskaper från olika håll

Handark:

  • Isotropiskt i planet, dvs fibrerna har ingen dominerande riktning i arkets plan och homogent inspänt torkat.
  • egernskaper blir samma oavsettt tork
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Hur utförs dragprov?

A
  • Dragprovning görs genom att en provbit på 10x1.5 cm spänns fast och dras isär tills den brister.
  • 10cm mellan klämmor
  • Får ut hur starkt pappret är (dragstyrka, tensile strength)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Vad kan vi hitta i dragprovskurvan?

A

Dragstyvhetsindex, lutningen på kurvan i det linjära området.

Dragstyrkeindex är maximala kraften delat med ytvikt och provbredd (Nm/kg).

Töjningen, längdökningen vid brott (%).

Energiabsorptionen är arean under kurvan (TEA)
TEA för dragkraft är av stor betydelse särskilt för säckpapper och beror i stor utsträckning på krympningen av papperet under torkning och det kan variera inom vida gränser

Plastisk deformation = ireversibel (när den går tillbaka så kommer den inte bli lika)

Elastisk deformation = reversibel (när det kan återgå till ursprungliga tillstånd)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Vad menas det när det står index efter tex drag och styv?

A

Det betyder att tex dragstyrkan eller styvheten delats på ytvikten, man får alltså en siffra som är bättre för jämförelse.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Dragstyrka hos kollapsade och inte kollapsade fibrer?

A

Ej kollapsade fibrer:

  • Luftig struktur
  • Fibrerna dåligt bundna till varandra
  • Låg dragstyrka.
  • fibrerna slits ur sina förband

Kollapsade fibrer:

  • Tät struktur
  • Fibrerna väl bundna vid varandra
  • Hög dragstyrka.
  • Fibrerna slits av
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Zero-span dragstyrka, vad är det?

A

När man klämmer fast en provbit med i stort sett inget avstånd mellan klämmorna.

Då mäter man mer av individuella fibrernas styrka än av nätverkets styrka.

17
Q

Page’s dragstyrketeori (1969)

A
  • ett sätt att se dragstyrkan
  • förhållandesamband mellan zero-span, tensile index, shear stress at break, hur många bindningar / fiber och medellängd på fibrer
  • finns formel
  • Värdet av ekvationen ligger i att den visar förhållandet mellan några viktiga bindnings- och fiberegenskaper.
  • Det finns dock begränsningar för användningen av ekvationen. Många viktiga faktorer beaktas inte, exempelvis formation, fiberform och fiberlängdsfördelning samt den verkliga arean och felspänningen hos bindningarna
18
Q

Hur fungerar dragstyvhetsmätning med ultraljud

A
  • En icke-förstörande provmetod som uppskattar dragstyvhet med hjälp av att mäta hastigheten som ljud studsar tillbaka till en mätare mot pappret.
  • On-line mätning (på skivan)
  • Värdet kommer inte bli identiskt som styvheten från dragprovskurvan, ej 100%
  • Däremot kan MD-CD (anisotropin) förhållandet visas på ett snyggt sätt och ger en uppfattning.
19
Q

Problem med kompressionsstyrkemätning på papper (4st)?

A
  1. brott mitt i
  2. Snett brott (diagonalt)
  3. Buckling
  4. skjuvning in mot fästen
20
Q

Hur brukar man mäta kompressionsstyrka för solid kartong?

A

För solid kartong kan man mäta med en inspänningslängd på 0.7mm (och tyvärr andra papper men det gör då att man istället mäta annat och är därmed felaktigt)

21
Q

Vad finns det för olika kompressionsstyrkemätningar?

A

SCT - shortspan compression test

  • precis som det låter kort avstånd mellan klämmorna
  • i denna kan man inte mäta tex kopieringspapper för det mäter då felaktigt och mäter ej kompressionen

LCT - longspan compression test

  • längre avstånd mellan klämmorna
  • gula metallstavar för att hindra buckling
22
Q

Vad är krypning?

A
  • En icke direkt förstörande last sätts till provet. Detta kan göras på två sätt:
    1. Med konstant deformation, pappret klarar då med tiden att hålla emot mindre och mindre
    2. Konstant dragkraft, pappret blir då längre och längre
  • Lasten behålls sedan i mycket längre tid än normal provning.
  • Deformationen kartläggs/mäts.
  • Ibland lägger man dessutom på skiftande klimat för att simulera verkliga förhållanden för pappersprodukter.
23
Q

Vad är “dragspännings relaxation”?

A

När man utsätter tex ett papper för en konstant töjning vilket gör att dragspänningen minskar med tiden

24
Q

Vad är stress?

A

Dragspänning

Markeras ofta med ett alfa

25
Q

Vad är strain?

A

Töjning

Markeras ofta med ett sådant runt E

26
Q

Hur mäter man rivstyrka

A

Enhet: Nm^2/kg

En apparat där ett snitt introduceras mäter hur högt en pendel (med vikt) slår efter att vikten först rivit av pappersbiten.

27
Q

Vad är teorin för rivstyrka i luftig resp tät struktur?

A

LUFTIG
I en luftig struktur kan fibrerna dras ur.
Spänningen fördelas då på ett stort område, vilket leder till ett stort brottarbete eftersom många fibrer kan dela på lasten.
Högre rivstyrka

TÄT
I en tät struktur spänns fibern upp direkt, och utsätts för höga krafter.
Först när fibern gått av kommer intilliggande fibrer att spännas upp.
Den spända fibern får sålunda ingen ”hjälp” av intilliggande fibrer.
Arkets rivmotstånd blir därför försvagat.
Lägre rivstyrka

28
Q

Hur ser det ut hos fibrerna när vi har hög resp låg rivstyrka?

A

HÖG:

  • Fibrerna är dåligt bundna vid varandra.
  • Fibrerna slits ur sina förband.

LÅG:

  • Fibrerna är väl bundna vid varandra.
  • Fibrerna slits av.
  • Arket delaminerar
29
Q

Hur fungerar mätning av sprängstyrka?

A
  • Pappret formas som en rund kupa och utsätts för lufttryck
  • Spränga upp arket
  • Många egenskaper spelar roll i hur pappret reagerar. Därför ingen direkt koppling till enstaka egenskaper och oklart varför ens testet finns.
30
Q

Böjstyvhet

A

Enhet: Nm

Formel:
Sb=E(t^3)/12

31
Q

Hur ser det ut när vi har hög luftpermabilitet resp låg ?

A

HÖG:

  • Ej kollapsade fibrer.
  • Luftig struktur.
  • Hög luftpermeabilitet.

LÅG:

  • Kollapsade fibrer.
  • Tät struktur.
  • Låg luftpermeabilitet.
32
Q

Hur fungerar mätning av ytråhet?

A
  • kopp med viss vikt upp och ner på ark
  • blåser in luft
  • kollar hur mycket luft som smiter ut mellan koppen och arket
  • fastare => mer luft smiter ut
  • fluffigare => mindre luft smiter ut
33
Q

Drag och kompression i MD och CD?

A

I en jämförelse av drag- och kompressionskurvor i MD och CD kan följande observeras:

  • Papper är normalt starkare i MD än i CD, både i spänning och i kompression.
  • Sträckan vid brott är högre för MD än CD
  • Kurvens lutning är densamma för små kompressioner i både spänning och kompression. Detta innebär att dragstyvhet = komprimeringsstyvhet.
  • Töjningen vid kompressionsbrott är lägre än den i spänning.
34
Q

Z-seghetsmetoden

A
  • en ganska ny metod för att mäta pappersmaterialens delamineringsmotstånd.
  • Den är baserad på sprickmekanik och beskriver sprickutbredningsprocessen i ett material för öppning av en spricka i läge I, normal belastning.
  • Z-seghetsvärdet uttrycker den energi som frigörs per bildad sprickyta, i sprickmekanik som kallas den kritiska spänningsenergifrigivningshastigheten.

Hur det går till:
- Om kraften och formen och böjstyvheten hos plaststrålen är känd kan Z-seghetsvärdet beräknas.
- pappersproverna laminerades på båda sidor med dubbelsidig tejp och skars sedan i testbitar på CD.
- Testbitarna fästes sedan mellan polykarbonatbalkarna med dubbelsidig tejp för att skapa en dubbel cantilever balk (DCB).
Balkarnas form är utformad för att ge en konstant kraft när balkarna dras isär och sprickan sprids genom teststycket.
- Efter en pressningsprocedur applicerades en kraft så att en spricka initierades i den övre änden och förökades nedåt.
- Under delningen av papperet registrerades den kraft som krävs för delaminering som en funktion av strålböjning.
- Balkarna, med en konstant bredd, var konturerade för att ge en konstant kraft under sprickutbredning.
- Av praktiska skäl användes kraften vid den maximala punkten i delamineringskurvan för utvärdering av Z-seghet.

35
Q

Vad mäter IGT-testaren?

A

Motståndet mot plockning och delaminering av papper och kartong

36
Q

Scott-bindningstestet

A
  • Ett dynamiskt test med flera frakturer som ofta används för kartong.
  • Testprovet lamineras med dubbelsidig tejp och fästs mellan en stel underlag och en vinkelformad metallbit,
37
Q

Brecht-Knittweis-metoden

A

Liknar dragprovet i Z-riktningen förutom att belastningen ligger i kanten på teststycket istället för i mitten