Очаква се хартиените изделия да издържат на манипулации, преработка, транспорт и крайна употреба, без да се разкъсват неочаквано. ISO 1974 предлага международно признатата процедура за определяне на изпитване на устойчивостта на хартията на разкъсване използвайки системата на махалото Методът на Елмендорф за изпитване на разкъсване. Стандартът дава възможност на производители, преработватели, лаборатории и специалисти по осигуряване на качеството да оценят колко лесно нарязаният лист хартия продължава да се разкъсва при контролирани условия.
Независимо дали става дума за производство на хартия за опаковки, хартия за печат, етикети, материали за медицински опаковки или специални видове индустриална хартия, разбирането на ISO 1974 помага на производителите да поддържат постоянно качество на продуктите, да оптимизират избора на материали и да отговорят на изискванията на клиентите по отношение на експлоатационните характеристики. Настоящото ръководство обяснява принципа на изпитването, процедурата, приложенията, интерпретацията на резултатите и съображенията относно оборудването от практическа лабораторна гледна точка.
Какво представлява ISO 1974?
ISO 1974 определя стандартизиран метод за определяне на устойчивостта на хартията на разкъсване чрез измерване на силата, необходима за разширяване на съществуващо разкъсване на определено разстояние.
За разлика от изпитването на опън, при което се измерва устойчивостта на скъсване при продължително опъване, изпитване на устойчивостта на хартията на разкъсване оценява способността на материала да противостои на разширяването на вече съществуваща прорезна вдлъбнатина. Тъй като много от повредите по хартията започват от малки разрязвания, увреждания по краищата или перфорации, устойчивостта на разкъсване често е по-добър показател за издръжливостта в реални условия.
Стандартът възприема утвърдената Методът на Елмендорф за изпитване на разкъсване, първоначално разработен от Армин Елмендорф, който и до днес остава един от най-широко признатите подходи за хартия и гъвкави листови материали в световен мащаб.
Защо устойчивостта на разкъсване е важна?
Устойчивостта на разкъсване оказва пряко влияние върху експлоатационните характеристики на продукта по време на производството и употребата му.
Производителите разчитат на ISO 1974 тестване на:
- Намаляване на грешките при опаковането по време на транспортирането
- Повишаване на ефективността на преобразуването на високоскоростни производствени линии
- Оптимизиране на състава на хартията
- Проверка на последователността на доставчиците
- Сравнете различни видове хартия
- Подкрепа на програмите за осигуряване на качеството
- Да отговаряме на изискванията на клиентите
При много приложения високата якост на опън сама по себе си не може да предотврати разрушаването, ако устойчивостта на разкъсване е недостатъчна.
Принцип на изпитване съгласно метода на Елмендорф за изпитване на разкъсване
Сайтът Методът на Елмендорф за изпитване на разкъсване измерва енергията, необходима за продължаване на разкъсването на пробата след като е направена първоначална прореза.
По време на тестването:
- Подготвя се стандартен образец с точно определен предварително изрязан участък.
- Образецът се затяга вертикално между две челюсти.
- Махалото се пуска от фиксирана височина.
- Махалото разпространява разкъсването по останалата част от пробата.
- Загубата на енергия при разкъсване се превръща в устойчивост на разкъсване.
Тъй като измерването се основава на енергията, а не на обикновената сила на издърпване, този метод осигурява резултати с висока степен на повторяемост при оценката на качеството на хартията.
Процедура за изпитване съгласно ISO 1974
Въпреки че лабораториите трябва винаги да спазват стандарта в пълния му обем, общият работен процес при изпитването включва следните етапи.
1. Подготовка на пробите
Изпитвателните образци се изрязват според зададените размери.
Сред основните изисквания са:
- Единен размер на пробите
- Чисти ръбове
- Стандартизирано предварително нарязано
- Подходяща подготовка преди тестването
Обикновено хартията се подготвя при стандартни лабораторни атмосферни условия преди изпитването, за да се сведе до минимум вариацията, свързана с влажността.
2. Калибриране на уредите
Преди тестването:
- Изберете подходящия капацитет на махалото
- Проверете калибрирането
- Проверка на нулевата позиция
- Проверете скобите
Правилната калибрация гарантира точността на измерванията през целия процес на изпитване.
3. Монтиране на препарати
Пробата е здраво закрепена в Апарат за изпитване на разкъсване от типа „Елмендорф“, като се гарантира:
- Правилно подреждане
- Без бръчки
- Равномерно налягане при затягане
Неправилният монтаж може да доведе до значителни грешки при изпитването.
4. Освобождаване на махалото
Махалото се освобождава автоматично или ръчно, в зависимост от конструкцията на оборудването.
Докато махалото се люлее, то завършва движението си, като губи кинетична енергия.
5. Записване на данни
Тестерът изчислява устойчивостта на разкъсване въз основа на измерената загуба на енергия.
Съвременните цифрови инструменти автоматично осигуряват:
- Индивидуални резултати
- Средни стойности
- Статистически изчисления
- Съхранение на данни
- Отчети за разпечатване
Типични параметри на изпитването
| Параметър | Типична стойност |
|---|---|
| Метод за изпитване | Разкъсване от махалото |
| Стандартен | ISO 1974 |
| Първоначален монтаж | Стандартизирана прорезна вдлъбнатина |
| Измерване | Енергия на сълзата |
| Единици на изхода | mN, gf, индекс на скъсване (по избор) |
| Подходящи материали | Хартия и картон |
Подходящи материали
ISO 1974 е подходящ за множество хартиени изделия, включително:
- Хартия за печат
- Хартия за писане
- Крафт хартия
- Опаковъчна хартия
- Хартия за чували
- Хартия с покритие
- Негланцирана хартия
- Хартия за производство на салфетки
- Специализирана индустриална хартия
- Материал за етикети
- Хартия за медицински опаковки
- Картон (в рамките на допустимия диапазон)
Отрасли, в които се прилагат изпитвания съгласно ISO 1974
Сайтът изпитване на устойчивостта на хартията на разкъсване се използва широко в:
- Производство на опаковки
- Фабрики за хартия
- Печатни компании
- Производство на етикети
- Опаковки за храни
- Фармацевтични опаковки
- Опаковки за медицински изделия
- Лаборатории за контрол на качеството
- Университети
- Изследователски институти
Тези отрасли разчитат на постоянна устойчивост на разкъсване, за да поддържат надеждността на продуктите и удовлетвореността на клиентите.
Фактори, влияещи върху устойчивостта на разкъсване
Няколко характеристики на материала оказват влияние върху измерванията на устойчивостта на разкъсване.
Свойства на влакната
По-дългите влакна като цяло повишават устойчивостта на разкъсване, тъй като за разкъсването им е необходима по-голяма енергия.
Площно тегло
По-тежките хартии често се отличават с по-висока устойчивост на разкъсване, въпреки че свързването на влакната също играе важна роля.
Ориентация на влакната
В посоката на машината (MD) и в напречната посока (CD) често се получават различни стойности на разкъсване, дължащи се на ориентацията на влакната по време на производството на хартия.
Съдържание на влага
Влажността на хартията оказва значително влияние върху механичните характеристики, поради което подготовката на пробите е от съществено значение преди изпитването.
Повърхностни обработки
Покритията, ламинирането и химическите обработки могат да променят поведението при разпространение на разкъсването.
Разбиране на резултатите от тестовете
За да се интерпретират резултатите, е необходимо да се вземе предвид предвиденото приложение.
По-високата устойчивост на разкъсване обикновено е желателна за:
- Чанти за доставка
- Промишлени опаковки
- Опаковъчна хартия за тежки товари
- Опаковки за медицинска стерилизация
- Защитни хартии
По-ниската устойчивост на разкъсване може да бъде приемлива — или дори предпочитана — за:
- Опаковка с лесно отваряне
- Продукти за контролирано разкъсване
- Някои хартиени продукти за еднократна употреба
Лабораториите често сравняват измерените стойности с:
- Изисквания на клиента
- Исторически данни за производството
- Критерии за приемане на доставчици
- Вътрешни стандарти за качество
При наблюдението на постоянството на производството анализът на тенденциите често е по-ценен от еднократно измерване.
ISO 1974 в сравнение със сродни стандарти за изпитване на разкъсване
| Стандартен | Материал | Метод за изпитване | Типично приложение |
|---|---|---|---|
| ISO 1974 | Хартия | Махалото на Елмендорф | Контрол на качеството на хартията |
| ASTM D689 | Хартия | Елмендорф | Изпитване на хартия |
| ISO 6383-1 | Пластмасово фолио | Елмендорф | Фолиа за гъвкави опаковки |
| ASTM D1922 | Пластмасово фолио | Елмендорф | Устойчивост на разкъсване на пластмасовото фолио |
| ASTM D1424 | Текстил | Елмендорф | Изпитване на тъкани за устойчивост на разкъсване |
Въпреки че тези стандарти се основават на един и същ основен принцип на махалото, размерите на пробите, методите за изчисление и приложимите материали се различават.
Избор на апарат за изпитване на разкъсване от типа „Елмендорф“
Избор на надежден Апарат за изпитване на разкъсване от типа „Елмендорф“ е от съществено значение за получаването на възпроизводими резултати, отговарящи на стандартите.
Сред важните съображения са:
- Подходящи капацитети на махалото
- Автоматично освобождаване на махалото
- Стабилно закрепване на пробата
- Цифрово изчисляване на резултатите
- Статистически анализ
- Проверка на калибрирането
- Възможност за експортиране на данни
- Съответствие с множество международни стандарти
Съвременните лаборатории все по-често предпочитат компютъризирани системи, които намаляват влиянието на оператора и същевременно подобряват проследимостта и ефективността на отчитането.
Решение за тестер за разкъсване тип „Елмендорф“ Cell Instruments SLD-01
За лаборатории, които извършват ISO 1974 и други международни стандарти за устойчивост на разкъсване, SLD-01 Апарат за изпитване на разкъсване тип „Елмендорф“ от Cell Instruments предлага професионално решение, базирано на доказалия се принцип на махалото на Елмендорф.
Сред основните характеристики са:
- Управление чрез ПЛК с интуитивен сензорен екран HMI
- Промишлено пневматично затягане на проби за стабилно захващане
- Автоматично освобождаване на махалото за минимизиране на вариациите, свързани с оператора
- Капацитет на многомаховиците: 200, 400, 800, 1600, 3200 и 6400 gf
- Интегрирани калибрационни тежести за рутинна проверка на точността
- Автоматични статистически изчисления
- Опционална RS-232 връзка и микропринтер
- Допълнителен софтуер за разширени анализи на данни и изготвяне на отчети
- Единици за измерване, специфични за хартията, включително mN и индекс на разкъсване, където е приложимо
Освен стандартните изпитвателни уреди, Cell Instruments предлага и специално изработени приспособления, автоматизирани системи за изпитване и индивидуални решения за изпитване на материали, които отговарят на специфичните изисквания на лабораториите и производството.
Най-добри практики за надеждно тестване съгласно ISO 1974
За да се подобри повторяемостта и да се намали вариативността при тестването:
- Подложете пробите на стандартни лабораторни условия.
- Извършете изпитване както в посока на машината (MD), така и в напречна посока (CD).
- Използвайте остри инструменти за рязане на проби.
- Проверявайте редовно калибрирането на махалото.
- Избягвайте повредени или сгънати образци.
- Извършете достатъчен брой повторения на тестовете, за да се осигури статистическа достоверност.
- Поддържайте постоянно налягане на затягане.
- Запишете условията на околната среда по време на изпитването.
Спазването на тези практики помага на лабораториите да получават надеждни резултати, подходящи за контрол на качеството, квалификация на доставчиците, разработване на продукти и изготвяне на нормативна документация.
Заключение
ISO 1974 остава международният еталон за оценка на устойчивостта на хартията на разкъсване чрез доказания метод на Елмендорф. Чрез измерване на енергията, необходима за разширяване на вече налично разкъсване, стандартът предоставя значима информация за издръжливостта на хартиените продукти в областите на опаковането, печатането, медицината и промишлеността.
В съчетание с висококачествен апарат за изпитване на разкъсване от типа „Елмендорф“, стандартизирана подготовка на пробите и подходящи лабораторни процедури, изпитванията съгласно ISO 1974 подпомагат надеждния контрол на качеството, оптимизацията на продуктите, оценката на доставчиците и непрекъснатото усъвършенстване на процесите в цялата хартиена промишленост и в сектора за преработка на хартия.