Độ bền xé của giấy là gì? Thiết bị, dụng cụ dùng để xác đinh độ bền xé của giấy được quy định như thế nào?

Nội dung chính

• Độ bền xé của giấy là gì?
• Thiết bị, dụng cụ dùng để xác đinh độ bền xé của giấy được quy định như thế nào?
• Việc chuẩn bị mẫu thử để xác định độ bền xé của giấy thực hiện như thế nào?

Độ bền xé của giấy là gì?

Độ bền xé của giấy được giải thích tại tiểu mục 3.1 Mục 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 3229:2015 (ISO 1974:2012) như sau:

Độ bền xé (tearing resistance)

Lực trung bình trên một tờ giấy, cần thiết để tiếp tục xé mẫu thử đã được cắt mồi ban đầu.

CHÚ THÍCH 1 Nếu vết cắt mồi ban đầu theo chiều dọc thì kết quả sẽ là độ bền xé theo chiều dọc; tương tự như vậy nếu vết cắt mồi ban đầu theo chiều ngang thì kết quả sẽ là độ bền xé theo chiều ngang.

CHÚ THÍCH 2 Giá trị độ bền xé được biểu thị bằng miliniutơn (mN).

Theo đó, độ bền xé của giấy là lực trung bình trên một tờ giấy, cần thiết để tiếp tục xé mẫu thử đã được cắt mồi ban đầu.

Độ bền xé của giấy (Hình từ Internet)

Thiết bị, dụng cụ dùng để xác đinh độ bền xé của giấy được quy định như thế nào?

Thiết bị, dụng cụ dùng để xác đinh độ bền xé của giấy được quy định tại Mục 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 3229:2015 (ISO 1974:2012) như sau:

Thiết bị, dụng cụ

5.1. Thiết bị thử độ bền xé Elmendorf, có công suất phù hợp, gồm các phần sau.

5.1.1. Khung cố định, được đặt trên một bệ cứng và có cơ cấu chỉnh cân bằng. Khung này phải được giữ cố định trong suốt quá trình đo bởi chính khối lượng của nó hoặc bằng cách gắn thiết bị thử vào một khối cố định.

5.1.2. Con lắc, được lắp với khung. Con lắc được tạo hình theo nguyên tắc là một cung tròn và dao động tự do quanh một trục nằm ngang trên ổ đỡ ma sát thấp.

Để đảm bảo xác định được khoảng độ bền xé rộng, có thể sử dụng bộ các con lắc có lực khác nhau (xem Bảng 1), hoặc một con lắc có các quả nặng khác nhau. Kết quả phải nằm trong khoảng từ 20 % đến 80 % của giá trị đọc lớn nhất.

Bảng 1- Các công suất được khuyến cáo của con lắc

Các con lắc có thể có giá trị công suất khác ví dụ như 32000 mN. Có thể sử dụng các con lắc có công suất cao đối với các loại giấy có độ bền rất cao như giấy tẩm nhựa đường.

CHÚ THÍCH 1 Trong nhiều trường hợp, các con lắc có công suất lớn được sử dụng khi có nhiều hơn một mẫu thử, nghĩa là có nhiều hơn bốn tờ được xé cùng nhau. Tuy nhiên, điều đó không phù hợp với tiêu chuẩn này.

Các con lắc phải có chỗ để gắn các quả nặng hiệu chuẩn.

CHÚ THÍCH 2 Tổng công thực hiện của con lắc gồm công để xé mẫu thử, công để nâng và uốn mẫu thử cũng như công để thắng được lực ma sát giữa các cạnh xé của mẫu thử. Một số máy đo tổng công thực hiện còn bao gồm cả công để thắng được lực ma sát do mẫu thử cọ sát với con lắc khi thử nghiệm. Đây là nguyên nhân chính dẫn đến sai số của các thiết bị thử loại này, và các thiết bị đó không phù hợp theo tiêu chuẩn này. Các thiết bị thử được cải tiến để loại bỏ vấn đề này đều có thể sử dụng được.

5.1.3. Chốt hãm, để giữ con lắc khi nó được nâng từ vị trí cân bằng lên vị trí bắt đầu và có thể ngay lập tức giải phóng được con lắc.

5.1.4. Hai má kẹp mẫu, một má kẹp cố định được gắn vào khung máy và một má kẹp chuyển động được gắn vào con lắc. Má kẹp được gắn sao cho mẫu thử không được chạm vào con lắc hoặc khung máy khi mẫu bị uốn do lực xé.

Khi con lắc ở vị trí được nâng cao, hai má kẹp sẽ cách nhau một khoảng cách (2,8 ± 0,3) mm, thẳng hàng với mẫu thử được kẹp nằm trong mặt phẳng thẳng đứng và song song với trục của con lắc. Kích thước bề mặt của mỗi má kẹp có chiều rộng là 25 mm ± 1 mm hoặc 36 mm ± 1 mm và chiều sâu là 15 mm ± 1 mm, các bề mặt của má kẹp phải phẳng và song song với nhau. Khoảng cách giữa trục của con lắc và cạnh trên của má kẹp theo đường nằm ngang phải là mm. Đường thẳng giữa trục và cạnh trên của các má kẹp phải tạo thành góc (27,5 ± 0,5)° so với chiều thẳng đứng.

CHÚ THÍCH Dung sai không đối xứng đối với khoảng cách giữa trục con lắc và cạnh trên của các má kẹp, được lấy từ các từ giá trị phù hợp đối với thiết bị Elmendorf cơ bản, nghĩa là 102,7 mm, có tính đến các loại thiết bị khác nhau hiện có trên thị trường khi duy trì giá trị này trong khoảng yêu cầu tại cùng thời điểm.

Các má kẹp phải kẹp được mẫu thử với lực đủ để không làm cho mẫu thử bị trượt trong quá trình thử.

5.1.5. Dao cắt (xem Hình 2), nếu có, phải nằm ở giữa các má kẹp mẫu và được gắn trên khung máy sao cho khi mẫu thử được kẹp vào trong má kẹp với con lắc ở vị trí bắt đầu nâng cao thì có thể thực hiện được đường cắt mồi ban đầu ở cạnh dưới của mẫu thử.

Dao cắt phải được điều chỉnh sao cho chiều dài xé sau khi cắt là (43,0 ± 0,5) mm khi cạnh dưới của mẫu thử áp vào đáy của má kẹp.

5.1.6. Cách thức thể hiện giá trị lớn nhất [giá trị đọc trên thang đo, A trong công thức (2)], đi từ đầu này đến đầu kia do con lắc dao động khi được thả ra, ví dụ như kim chỉ lực, hoặc cơ cấu đọc trực tiếp giá trị độ bền xé [giá trị F trong công thức (1)], ví dụ như bộ chuyển đổi đầu ra.

5.2. Dụng cụ chuẩn bị mẫu thử, ví dụ như khuôn, máy xén hoặc dưỡng và dao cắt có khả năng cắt được mẫu theo kích thước yêu cầu (xem Hình 2).

Việc chuẩn bị mẫu thử để xác định độ bền xé của giấy thực hiện như thế nào?

Việc chuẩn bị mẫu thử để xác định độ bền xé của giấy thực hiện theo Mục 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 3229:2015 (ISO 1974:2012) như sau:

Chuẩn bị mẫu thử

Chuẩn bị mẫu thử trong môi trường giống môi trường được sử dụng để điều hòa mẫu. Nếu yêu cầu xác định chỉ số độ bền xé thì tiến hành xác định định lượng mẫu theo TCVN 1270 (ISO 536).

Diện tích của mẫu để từ đó cắt mẫu thử không được có vết nhăn, vết gấp hoặc khuyết tật nhìn thấy khác và mẫu thử phải được cắt cách mép của tờ giấy hoặc cuộn giấy ít nhất là 15 mm. Nếu mẫu có hình bóng nước thì phải ghi vào báo cáo thử nghiệm.

Phân biết hai mặt của mẫu theo phương pháp thích hợp, ví dụ mặt số một và mặt số hai và xếp mẫu theo cùng một mặt. Từ mẫu này cắt bốn tờ mẫu thử hình chữ nhật cùng kích thước. Chiều rộng của mỗi tờ là (50 ± 2) mm hoặc (76 ± 2) mm (tùy thuộc vào kích thước của kẹp là 25 mm hoặc 36 mm) (xem Hình 2). Các cạnh của mỗi tờ phải song song với hướng thử nghiệm yêu cầu và phải có chiều dài sao cho sau khi cắt vết cắt mồi ban đầu ở một đầu ngay từ khi chuẩn bị mẫu thử hoặc bằng dao gắn kèm với con lắc thì phần còn lại của mẫu thử có chiều dài chưa xé là (43,0 ± 0,5) mm. Chiều dài tờ mẫu thử là tổng của chiều sâu kẹp, đường cắt mồi ban đầu và chiều dài chưa xé. Xếp các tờ đã cắt thành tập gồm bốn tờ theo cùng chiều và cùng một mặt để tạo thành mẫu thử.

Một cách chuẩn bị khác là xếp bốn tờ mẫu với chiều dọc song song nhau và theo cùng một mặt, sau đó cắt mẫu thử cùng một lúc như mô tả ở trên. Đường chưa xé phải theo đúng yêu cầu ở trên.

Các cạnh của các tờ trong mẫu thử phải tách rời nhau và không được dính vào nhau.

Cắt số lượng mẫu thử phù hợp như định nghĩa trong 3.3, để xác định được tối thiểu 10 giá trị đọc theo mỗi chiều quy định (nghĩa là có ít nhất 40 tờ theo mỗi chiều).

CHÚ THÍCH Độ bền xé biểu kiến phụ thuộc vào số lượng tờ được xé đồng thời. Với một số loại giấy, chênh lệch độ bền xé biểu kiến khi một tờ và bốn tờ bị xé cùng một lúc có thể lớn hơn 20 %. So sánh kết quả khi xé bốn tờ và hai tờ hoặc nhiều hơn (lên đến 16 tờ) cho thấy sự chênh lệch nhỏ hơn khi so sánh giữa xé một tờ và bốn tờ, nhưng sự sai khác này có thể vẫn đáng kể.

Theo đó, việc chuẩn bị mẫu thử để xác định độ bền xé của giấy thực hiện như trên.