Badanie wyrobów papierniczych ZIP (TiIPO)

Badanie wyrobów papierniczych ZIP (TiIPO) Wprowadzenie Papier to pilśń włókien roślinnych, który wynaleziono w Chinach około roku 105 n.e. (papier czerpany). Początkowo papier wytwarzano z łyka morwy, innych surowców roślinnych i starych tkanin. Z rozwojem gospodarczym i dotarciem papieru do Europy konieczne stało się wykorzystanie innych surowców do jego produkcji m.in. drewna, słomy i różnych roślin jednorocznych. Pierwsza papiernia w Polsce powstała pod koniec XV wieku w Prądniku pod Krakowem. Zgodnie z normą PN-P-50000:1992 papier to zbiór materiałów w postaci arkusza albo wstęgi, uformowanych ze spilśnionych włókien, głównie celulozowych. Materiały te mogą być powlekane, nasycane lub w inny sposób przetwarzane podczas produkcji lub po wyprodukowaniu. Obecnie szczególne znaczenie w produkcji papieru mają surowce włókniste pochodzenia roślinnego (rys. 1), służą one bowiem do wytwarzania mas włóknistych, które są podstawowymi półproduktami przemysłu papierniczego, płyt pilśniowych i paździerzowych. Masy te uzyskuje się z drewna, słomy zbożowej i trzciny oraz innych roślinnych surowców niedrzewnych (np. włókna zwierzęce, mineralne, metalowe, czy syntetyczne). Roślinne surowce włókniste Pierwotne: Wtórne: Odpadowe: drewno drzew liściastych szmaty lniane bagassa drewno drzew iglastych makulatura skrawki papieru słoma zużyte worki z produkcji łodygi ścinki tkanin Rys. 1 Podział roślinnych surowców włóknistych Źródło: Budowa i morfologia surowców i mas włóknistych, J. Surmiński, Wyd. AR, Poznań 2000 Drewno sosnowe posiada długie i stosunkowo elastyczne włókna, a ze względu na zawartość żywicy wykorzystywane jest do produkcji mas celulozowych siarczanowych, które odznaczają się wysokimi mechanicznymi właściwościami wytrzymałościowymi. Drewno świerkowe o dłuższych i bardziej elastycznych włóknach od drewna sosnowego z uwagi na niewielką zawartość żywicy może być stosowane do produkcji mas celulozowych siarczynowych. Drewno drzew liściastych charakteryzuje się krótszymi i bardziej sztywnymi włóknami, co sprawia, że uzyskane z nich masy celulozowe mają mniejszą wytrzymałość mechaniczną. 1

Słoma zbożowa składa się z łodygi, kłosa i liści. Najważniejszą częścią słomy jest łodyga o długości od 0,5 do 1,8 m i średnicy około 3 mm, która stanowi od 45 do 70% masy słomy. Z punktu widzenia przydatności do produkcji mas celulozowych najcenniejsze w słomie są włókna łykowe, które rozmiarami zbliżone są do cewek drewna gatunków drzew iglastych. Ustępują one jednak elastycznością zarówno włóknom z drewna gatunków drzew iglastych, jak i liściastych. W porównaniu z włóknami mas otrzymywanych z drewna, powierzchnia właściwa włókien słomy jest około dwa razy większa, dzięki czemu ulegają łatwiej spilśnieniu, ale trudniej się odwadniają. Skład chemiczny słomy jest zbliżony do drewna gatunków drzew liściastych. Natomiast z uwagi na przydatność słomy jako surowca celulozowo-papierniczego, najbardziej korzystny skład ma słoma żytnia. W produkcji papieru oprócz surowców podstawowych wykorzystuje się również surowce pomocnicze, jak środki wypełniające i obciążające, kleje oraz barwniki i wodę. Środki wypełniające i obciążające, do których należą kaolin, talk, kreda, gips itp. mają za zadanie wypełnienie wolnych przestrzeni między włóknami pilśni papierniczej oraz pewne zwiększenie ciężaru gotowego wyrobu. Ich dodatek zmniejsza przezroczystość i sztywność papieru. Kleje stosowane w produkcji papieru to kleje żywiczne lub kazeinowe. Ich dodatek powoduje swego rodzaju wzmocnienie papieru, ale przede wszystkim wpływa na zmniejszenie przesiąkania i rozlewania się naniesionych na papier farb lub atramentów. Barwniki dodawane są do papierów kolorowych. Najczęściej stosuje się barwniki organiczne, rozpuszczalne w wodzie lub mineralne. Należą tu również rozjaśniacze optyczne. Stosowane do produkcji mas włóknistych surowce roślinne stanowią skomplikowany kompleks chemiczny. Dlatego otrzymanie z nich mas włóknistych o pożądanych właściwościach wymaga zastosowania odpowiednich procesów technologicznych. Składniki chemiczne tych surowców można podzielić na składniki ścian komórkowych: tzw. substancje STRUKTURALNE i składniki uboczne. Najważniejszą z punktu widzenia przemysłu celulozowo-papierniczego substancją strukturalną jest celuloza. Z niej bowiem zbudowane są fibryle oraz elementy ścian komórkowych, których ilość i skład decyduje o właściwościach wytrzymałościowych surowców roślinnych i otrzymanych z nich mas włóknistych. Inne substancje strukturalne to hemicelulozy i lignina. Tabela 1. Zawartość substancji organicznych w drewnie gatunków drzew iglastych i liściastych Gatunki iglaste Gatunki liściaste Celuloza 48-56% 46-48% Hemicelulozy 23-25% 26-35% Lignina 26-35% 15-28% Źródło: Budowa i morfologia surowców i mas włóknistych, J. Surmiński, Wyd. AR, Poznań 2000 2

Celuloza jest polisacharydem, którego cząsteczki zbudowane są z reszt β d-glikozydowych, które powiązane są ze sobą mostkami tlenowymi między C1 i C4 tworząc długi łańcuch (rys. 2). Cząsteczka celulozy jest homopolikondensatem o stopniu polimeryzacji około 10 000. Rys. 2 Wzór strukturalny celulozy Źródło: Budowa i morfologia surowców i mas włóknistych, J. Surmiński, Wyd. AR, Poznań 2000 Celuloza będąca substancją polimolekularną składa się z rozmaitych frakcji cząsteczek, które różnią się między sobą stopniem polimeryzacji (SP). To sprawia, że włókno celulozowe zbudowane jest z łańcuchów celulozowych różnej długości i o różnym stopniu polimeryzacji. Stopień ten ma istotny wpływ na właściwości wytrzymałościowe włókien celulozowych, ponieważ ze wzrostem SP celulozy wzrasta jej wytrzymałość mechaniczna. W drewnie SP celulozy waha się od 6000 do 14 000. Jednak w procesie technologicznego warzenia i bielenia mas włóknistych celuloza ulega degradacji, dlatego stopień polimeryzacji mas celulozowych wynosi od 700 do 2000. Sąsiadujące ze sobą makrocząsteczki celulozy są połączone między sobą za pomocą mostków wodorowych, tworząc pęczki zwane fibrylami. Wiązania te są jednak słabsze od głównych wiązań w łańcuchu celulozy. Te różnorodne siły wiążące ze sobą makrocząsteczki celulozy, różny stopień krystaliczności celulozy i polimolekularność są przyczyną anizotropii włókien celulozy. Uwidacznia się ona przede wszystkim dużo większą wytrzymałością na zerwanie wzdłuż włókien niż w kierunku poprzecznym. Co więcej, włókna celulozy wykazują dużo wyższą zdolność pęcznienia w kierunku poprzecznym niż podłużnym. Pęcznienie celulozy zmniejsza jej krystaliczność i rozluźnia strukturę, co zwiększa jej dostępność dla różnych reagentów. Hemicelulozy występują w drewnie obok celulozy, mają jednak mniejszy stopień polimeryzacji wynoszący od 30 do 300. W zależności od reszt cukrów z jakich są zbudowane dzieli się je na pentozany i heksozany. Charakterystyczne dla hemiceluloz jest stosunkowo łatwe ich rozpuszczanie nawet w rozcieńczonych alkaliach, w odróżnieniu od celulozy, która jest na nie odporna. Większość z hemiceluloz jest nierozpuszczalna w wodzie, mają one jednak charakter hydrofilowy. Wiąże się z tym ich duża zdolność chłonięcia wody i pęcznienia materiałów, w których występują. Stąd dodanie ich do mas papierniczych powoduje sklejanie się włókien celulozowych, zwiększając tym samym wytrzymałość wytworów papierniczych. Hemicelulozy występujące w masach papierniczych lub celowo do nich dodane zwiększają samozaklejalność papieru. Podczas produkcji celulozowych mas papierniczych hemicelulozy ulegają degradacji i rozpuszczeniu na skutek stosowanych odczynników, co niestety zmniejsza wydajność otrzymywanych mas. Lignina to substancja o charakterze aromatycznym, która posiada strukturę polimeru przestrzennego. Podstawowym układem ligniny jest szkielet fenylopropanowy zbudowany z rodników alifatycznych (glicerynowego, hydroksyaldehydowego, hydroksyketonowego), z którym połączone są rodniki aromatyczne. Lignina jest substancją bezpostaciową o barwie od jasnokremowej do ciemnobrunatnej. Ciężar cząsteczkowy ligniny drzewnej wynosi 3

najczęściej 11 000, a SP około 60. Jest to substancja trudno rozpuszczalna, daje się jednak rozpuszczać za pomocą roztworów alkaliów, wodorosiarczynów, kwasu mrówkowego i azotowego oraz alkoholi. Z uwagi na trudną rozpuszczalność ligniny masy celulozowe, z których nie usunięto jej całkowicie mają ciemne zabarwienie i muszą zostać poddane procesowi bielenia. Lignina jest substancją niepożądaną w masach włóknistych, dlatego metody ich wytwarzania mają na celu całkowite jej usunięcie w procesie delignifikacji. Masy włókniste stanowią półprodukty do wyrobu wytworów papierniczych i produkowane są z drewna, innych surowców roślinnych, szmat, odpadów włókienniczych i makulatury przy pomocy metod: chemicznych (siarczanowa, siarczynowa), mechanicznych, kombinowanych. Masy te dzieli się wg Szwarcsztajna na sześć grup (tabela 2): 1) masy długowłókniste, 2) masy celulozowe, 3) masy wysokowydajne, 4) masy półchemiczne, 5) masy odpadkowe, 6) ścier. Ad. 1) Masy długowłókniste należą do najstarszych i najbardziej wartościowych półproduktów papierniczych. Odznaczają się wysokimi właściwościami wytrzymałościowymi i dużym stopniem czystości chemicznej. Wytwarzane są ze szmat i odpadów włókienniczych - włókien bawełnianych, lnianych i konopnych z wykorzystaniem metod chemicznych lub mechanicznych. Masy te stosuje się do wyrobu banknotów, dokumentów państwowych, papierów wartościowych, bibuły filtracyjnej lub papierosowej. Ad. 2) Masy celulozowe wytwarza się z drewna gatunków drzew iglastych i liściastych, tak jak i masy celulozowe bielone. Masy niebielone powstają z drewna iglastego i produkowane są z nich papiery nie wymagające dużego stopnia białości, a które odznaczają się wysoką wytrzymałością mechaniczną, odpornością na podwyższoną temperaturę. Z mas niebielonych uzyskuje się papiery wodo- i tłuszczoodporne, które mają równą i zwartą powierzchnię i cechuje je stateczność wymiarowa. Natomiast masy bielone charakteryzują się dużą czystością chemiczną, co związane jest z usunięciem resztek ligniny w procesie bielenia. Wykorzystuje się je do produkcji papierów wysokogatunkowych. Najwyższe właściwości mechaniczne spośród mas bielonych maja masy z drewna iglastego. Z kolei masy z drewna drzew liściastych (topolowe, brzozowe, bukowe) są bardziej pulchne, miękkie i białe, odznaczają się też większą nieprzezroczystością. Masy te są często dodawane do papierów drukowych i ilustracyjnych. Ad. 3) Masy wysokowydajne otrzymuje się metodą siarczanową i siarczynową z drewna gatunków drzew iglastych i liściastych. Zawierają one więcej ligniny i hemiceluloz niż masy celulozowe niebielone, są również od nich ciemniejsze. Wydajność produkcji mas wysokowydajnych z drewna świerkowego wynosi od 60 do 70%, a z drewna drzew liściastych od 60 do 80%. Masy te stosowane są do produkcji papieru kolorowego, pergaminowego (siarczynowe), a także tektur i papieru workowego (siarczanowe). 4

Rodzaj mas włóknistych Masy długowłókniste Grupa surowców roślinnych Rodzaj surowca włóknistego Metoda otrzymywania półproduktu włóknistego Masa niebielona bielona 1 2 3 4 5 6 włoski bawełna rozwłóknianie mechaniczne nasienne roztwarzanie alkaliczne lintry bawełniane roztwarzanie alkaliczne Masy celulozowe włókna łykowe drewno len i konopie juta, sizal itp. drewno gatunków iglastych roztwarzanie alkaliczne roztwarzanie alkaliczne siarczynowa siarczanowa drewno gatunków liściastych siarczynowa siarczanowa sodowa organosolv Masy wysokowydajne rośliny jednoroczne drewno słoma, trzcina, bagassa, esparto itp. drewno gatunków iglastych sodowa siarczanowa chlorowo-sodowa obojętno-siarczynowa siarczynowa siarczanowa Masy półchemiczne drewno drewno gatunków liściastych drewno gatunków iglastych siarczynowa siarczanowa Masy termomechaniczne rośliny jednoroczne drewno drewno gatunków iglastych i liściastych drewno gatunków liściastych słoma, trzcina, bagassa drewno gatunków iglastych defibratorowa obojętno-siarczynowa sodowa na zimno wapniowa sodowa obojętno-siarczynowa termorafinerowa drewno gatunków iglastych i liściastych Masy odpadowe powstają podczas produkcji wszelkich mas włóknistych Ścier drewno drewno gatunków iglastych i liściastych Masa makulaturowa różne surowce papiery bezdrzewne lub drzewne chemiczno-termorafinerowa sękowa wyławiana biały brązowy chemiczny rozwłóknianie rozwłóknianie i odbarwianie różne gatunki papieru rozwłóknianie Źródło: Budowa i morfologia surowców i mas włóknistych, J. Surmiński, Wyd. AR, Poznań 2000 5

Ad. 4) Masy półchemiczne wytwarza się z drewna lub roślin jednorocznych (słomy zbożowej, trzciny). Ich skład chemiczny nie różni się znacząco od składu materiału wyjściowego, a właściwości są zbliżone do mas celulozowych. Masy te stanowią półprodukt przemysłu papierniczego pośredni między masami celulozowymi a ścierem drzewnym. Charakteryzują się też dużą wydajnością od 60 do 95%. Znajdują one zastosowanie w produkcji płyt pilśniowych, tektur, grubych papierów pakowych i tektur falistych. Ad. 5) Masy odpadowe powstają obok normalnego procesu produkcyjnego. Masa sękowa powstaje z nie roztworzonych sęków, drzazg i jest zanieczyszczona, a także zawiera znaczne ilości żywic. Jej właściwości są podobne do mas niebielonych półchemicznych, a wytwarza się z niej gorsze gatunkowo papiery pakowe, warstwy sfalowane w tekturze, bądź tekturę dachową. Z kolei z wód odciekowych z zakładów celulozowo-papierniczych wyławia się włókna, z których otrzymuje się masy wyławiane. Z uwagi na pochodzenie surowca, masy te zawierają włókna krótkie, niekiedy też wypełniacze i dodatki masowe. Jest to półprodukt o bardzo niskiej jakości, z którego wytwarza się wewnętrzne warstwy tektur wielowarstwowych lub stosuje jako wypełniacz do słabych papierów pakowych. Ad. 6) Ścier drzewny powstaje podczas mechanicznego ścierania drewna, najczęściej drzew iglastych w obecności wody. Jego skład chemiczny praktycznie nie różni się od materiału wyjściowego. Jest on niejednorodną mieszaniną włókien drzewnych i ich fragmentów, a występujące w nim nie rozdrobnione drzazgi pogarszają jego jakość i utrudniają wyrób papieru. Ścier może być biały, brązowy lub chemiczny w zależności od sposobu przygotowania drewna przed ścieraniem. Dla tych mas włóknistych charakterystyczna jest duża wydajność i mała wytrzymałość mechaniczna. Dodatkowo wyróżnia się masy termomechaniczne i makulaturowe. Masy termomechaniczne powstają ze zrębków drewna drzew iglastych przez mechaniczne rozwłóknianie poprzedzone wstępnym parowaniem lub działaniem chemikaliów, które ułatwia roztwarzanie. Wydajność tak uzyskanych mas wynosi około 90%, a ich białość około 60%. Masy te zawierają znaczne ilości frakcji długowłóknistej, stąd ich właściwości wytrzymałościowe są lepsze niż ścieru drzewnego. Powierzchnia uzyskanych papierów z mas termomechanicznych jest szorstka i stosuje się je w produkcji papieru gazetowego, tektur i papierów sanitarnych. Natomiast masa makulaturowa jest produktem wtórnym z roztwarzania papieru i tektury. Jest ona niejednorodna z uwagi na różny rodzaj papierów oraz stopień ich zadrukowania, a także metody rozwłókniania. Masa makulaturowa biała powstaje z braków własnych papierni, odbarwiona z zadrukowanych papierów białych, a ciemnoszara z makulatury mieszanej, nie sortowanej. Etapy produkcji papieru obejmują: 1. przygotowanie mas włóknistych, 2. przygotowanie masy papierniczej, 3. produkcję papieru w maszynach papierniczych (otrzymanie wstęgi), 4. dodatkowe wykańczanie powierzchni papieru. Schemat produkcji papieru na maszynie papierniczej (rys. 3) papiernicy przedstawia etap formowania wstęgi. Zanim masa papiernicza o odpowiednim składzie w postaci zawiesiny wodnej trafi na sito musi zostać przygotowana z masy lub kilku mas włóknistych oraz odpowiednich dodatków. Formowanie wstęgi jest procesem ciągłym i odbywa się w dwóch częściach papiernicy: tzw. mokrej (a, b, c) i suchej (d, e, f). 6

a sito, b skrzynki ssące, c wałki odwadniająco - prasujące, d walce suszące i gładzące, e walec chłodzący, f walce nawijające Rys. 3 Maszyna papiernicza schemat produkcji papieru Źródło: Towaroznawstwo artykułów przemysłowych, red. M. Mysona, PWE, Warszawa 1968 Po wylaniu masy papierniczej na sito następuje formowanie się wstęgi papieru na skutek ruchu sita, a masa traci około 20% wody. Ruch sita powoduje równomierne rozłożenie włókienek na sicie, a utrata wody na skrzynkach ssących umożliwia wstępne spilśnienie wstęgi papieru. Kolejna utrata wody o dalsze 20% następuje na wałkach odwadniająco prasujących, natomiast ostateczne wysuszenie wstęgi do wilgotności około 5% i zaklejenie powierzchni papieru ma miejsce na wałkach suszących, które podgrzewane są do temperatury 120 o C. Walec chłodzący schładza wstęgę papieru do temperatury około 50 o C, po czym nawijana jest ona na zwój. Tak uformowany papier może być kolejno kierowany do dalszego przerobu. Dodatkowe wykańczanie papieru po nawinięciu na walce (f) obejmuje: przewijanie, satynowanie polegające na nadaniu połysku powierzchni za pomocą walców, wytłaczanie, cięcie, sortowanie, paczkowanie. Z uwagi na sposób wytwarzania wstęgi papieru na maszynie papierniczej powierzchnia papieru nie jest identyczna, dlatego wyróżnia się w nim stronę sitową, stykającą się z sitem i mniej gładką oraz górną. Klasyfikacja wytworów papierniczych Wytworem papierniczym nazywamy wyrób uformowany z masy papierniczej, który można podzielić wg następujących kryteriów: gramatury, odmiany, gatunku, grupy, rodzaju, formatu. Gramatura jest to masa jednostkowej powierzchni wyrobu wyrażona w gramach na metr kwadratowy. Zgodnie z obowiązującymi w Polsce normami wyroby papiernicze dzieli się na papier < 250 g/m 2, w tym bibułki < 28 g/m 2 i tekturę o gramaturze > 250 g/m 2. Podział wytworów papierniczych ze względu na zawartość różnych mas włóknistych, czyli na odmiany przedstawia tabela 3. 7

Tabela 3. Odmiany papieru Odmiana symbol nazwa Skład surowcowy BD bezdrzewna masa celulozowa lub/i masa długowłóknista PD półdrzewna masa celulozowa z dodatkiem ścieru lub/i masy półchemicznej D drzewna ścier i makulatura z dodatkiem masy celulozowej M mieszana włókna różne Źródło: Vademecum drukarza, S. Jakucewicz, ECCO-Papier Sp. z o.o., Warszawa 2004 Gatunki określa się biorąc pod uwagę rodzaje i liczbę wad określonych w stosownych normach przedmiotowych. Z kolei biorąc pod uwagę przeznaczenie papieru wyróżnia się 16 grup wytworów papierniczych, które dodatkowo dzielą się na rodzaje mówiące precyzyjniej o ich zastosowaniu: w grupie papierów drukowych (1) wyróżnia się papier gazetowy, offsetowy, mapowy, banknotowy, ilustracyjny, zwykły itp., w grupie papierów do pisania (3) wyróżnia się papier zeszytowy, kopertowy itp., w grupie papierów higienicznych (13) wyróżnia się bibułkę serwetkową, papier toaletowy, papier ręcznikowy. Podział na formaty ma zastosowanie jedynie do czterech grup wyrobów papierniczych: papierów drukowych, do pisania, kreślarsko-rysunkowych i okładkowych. Formaty te są znormalizowane (PN-P-50018:1985) i oparte na wymiarach arkuszy w określony sposób: stosunek boków arkusza równa się stosunkowi boku kwadratu do jego przekątnej (1: 2, czyli ok. 1:1,41). Wśród formatów zasadniczych wyodrębnione zostały trzy szeregi: A, B i C, którym przyporządkowane są symbole cyfrowe odpowiadające wielkości arkusza (tabela 4). Drugi podawany wymiar określonego arkusza jest wymiarem równoległym do kierunku wytwarzania wstęgi na maszynie papierniczej, czyli kierunkiem podłużnym. Tabela 4. Wymiary arkuszy formatu zasadniczego Wielkość 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Szereg A B C 841 1189 594 841 420 594 297 420 210 297 148 210 105 148 74 105 52 74 1000 1414 707 1000 500 707 353 500 250 353 176 250 125 176 88 125 62 88 917 1297 648 917 458 648 324 458 229 324 162 229 114 162 81 114 57 81 Źródło: Towaroznawstwo artykułów przemysłowych, red. M. Mysona, PWE, Warszawa 1968 Szereg A stosowany jest do wytworów pisarskich, z kolei B w poligrafii, np. do druku książek, okładek, czy teczek. Natomiast szereg pomocniczy C wykorzystywany jest do pakowania formatów szeregu A i zalicza się tu na przykład skoroszyty i koperty. 8

Rys. 4 Schemat podziału formatu A0 Źródło: Vademecum drukarza, S. Jakucewicz, ECCO-Papier Sp. z o.o., Warszawa 2004 Podstawą formatów szeregu A jest prostokątny arkusz A0 o powierzchni 1 m 2. Każdy kolejny format tego szeregu powstaje przez podział arkusza na dwie równe części równolegle do krótszego boku. Poprzez kolejne podziały (patrz rys. 4) otrzymuje się kolejne formaty. Przykładowo papier kancelaryjny jest arkuszem o formacie A3, kartka z zeszytu formatu A5, natomiast pocztówki są formatu A6. Z kolei podstawą formatów szeregu B jest prostokątny arkusz B0, którego krótszy bok ma długość 1 m. Pakowanie papieru Papier pakuje się w celu zabezpieczenia go przed uszkodzeniami i ułatwienia transportu w owinięcia, opakowania pełne lub wzmocnione, które są odporne na działanie wilgoci. Zwoiki i słupki bobin papieru mogą być pakowane w paczki składające się z arkuszy o określonym formacie: 1000 arkuszy bardzo cienkiego papieru, 500 arkuszy papieru o gramaturze do 80 g/m 2, 250 arkuszy papieru o gramaturze od 90 do 140 g/m 2, 125 arkuszy papieru o gramaturze > 160 g/m 2. Papier arkuszowy luzem i w paczkach pakowany jest na palety w stosy. Naroża zabezpiecza się tekturą i owija folią termokurczliwą. Masa brutto takiej palety wynosi od 400 do 800 kg. Pakowanie papieru przeprowadza się tak, aby jego wilgotność względna i temperatura były zbliżone do tych, jakie panują w drukarni (50-55% i 20-23 o C). Umożliwia do drukowanie offsetowe bezpośrednio po rozpakowaniu. Rodzaje papierów Najstarszym znanym materiałem pisarskim jest papirus wytwarzany z włókien cibory papirusowej rosnącej w delcie Nilu. Wytwarzano go już w starożytnym Egipcie. Średniowiecze natomiast wyparło papirus i zastąpiono go pergaminem, który używany był w Europie i na Bliskim Wschodzie. Najstarsze zachowane pergaminy pochodzą z Mezopotamii. Pergamin wyrabiano ze skór zwierzęcych (cielęcych, owczych, kozich) wyprawionych, ale nie garbowanych. Był on dość elastyczny i jasny, a co najważniejsze można było go zapisywać z obu stron. Był również trwalszy od papirusu. Z nadejściem papieru zaprzestano używania pergaminu. Papier do pisania zwykły ma szerokie zastosowanie do produkcji zeszytów, notesów, formularzy etc. Musi być dobrze zaklejony, aby atrament lub tusz nie rozlewały się, powinien odznaczać się wysoką białością i nieprzezroczystością, żeby tekst pisma nie przebijał na drugą stronę. Najczęściej występuje o gramaturze 60-80 g/m 2. 9

Papier drukowy znajduje zastosowanie do druku gazet, broszur, plakatów, map, banknotów. Powinien być stosunkowo mocny, odpowiednio miękki i mieć odpowiednią chłonność farb drukarskich. Papier kserograficzny występuje o gramaturze 80 g/m 2 w formatach A2, A3 i A4. Najczęściej wykorzystuje się go w maszynach kserograficznych, w których obraz uzyskuje się suchą metodą elektrostatyczną. Papier pergaminowy otrzymuje się przez intensywną obróbkę podczas przygotowania masy papierniczej, która nie zawiera masy włóknistej mechanicznej. Odznacza się wysoką odpornością na przenikanie tłuszczów lub smarów, ma zwartą strukturę i dużą odporność na rozdarcie. Stosowany jest jako materiał opakowaniowy i do celów technicznych (przekładki w transformatorach i kondensatorach). Papier archiwalny ma wysoką odporność na starzenie, przeznaczony jest na dokumenty długiego przechowywania. Posiada dużą odporność mechaniczną, a jego właściwości w czasie przechowywania zmieniają się w niewielkim stopniu. Papier czerpany jest to papier luksusowy przeznaczony na dyplomy, zaproszenia, karty wizytowe. Wytwarzany ręcznie przez czerpanie masy papierniczej na sitach. Papier offsetowy jest papierem bezdrzewnym zaklejonym w masie i posiada dużą wodoodporność. Odznacza się wysoką stabilnością wymiarów, wysoką białością i odczynem alkalicznym. Wytwarzany z celulozy bielonej bez stosowania gazowego chloru (ECF). Stosuje się go druku offsetowego np. książek, broszur, etykiet opakowaniowych, czasopism. Papier samokopiujący jest papierem wysokiej jakości o wysokiej białości, jednolitości i wysokiej stabilności wymiarowej. Przeznaczony jest do produkcji różnego rodzaju formularzy, które wymagają kilku identycznych kopii, np. firmowe faktury, druki akcydensowe, bilety, druki ścisłego zarachowania, przelewy, polisy itp. Papier ten składa się z trzech różnych papierów: wierzchniego arkusza stanowiącego oryginał, który od spodniej strony powleczony jest mikrokapsułkami z barwnikiem (CB Coated Back), arkusza środkowego powleczonego od strony wierzchniej aktywnym kaolinem wywołującym barwnik ze spodniej strony arkusza wierzchniego (CB), a jednocześnie powleczonego od strony spodniej mikrokapsułkami z barwnikiem (CFB Coated Front and Back), arkusza spodniego, który powleczony jest aktywnym kaolinem od strony wierzchniej (CF Coated Front). Przykładany nacisk na arkusz wierzchni (CB) powoduje pękanie mikrokapsułek na jego stronie spodniej i rozpraszanie się zawartego w nich barwnika. Barwnik ten reaguje z aktywnym kaolinem wierzchniej warstwy arkusza środkowego (CFB) wywołując go w miejscach przyłożonego nacisku. Ten sam mechanizm zachodzi między spodnią warstwą arkusza CFB a wierzchnią arkusza spodniego (CF). W ten sposób przez zapisanie tylko wierzchniej strony arkusza CB (oryginału) otrzymujemy 2 identyczne kopie. Jeżeli nie wymagane są aż dwie kopie zestaw może składać się wyłącznie z arkusza wierzchniego i spodniego. 10

Papier samoprzylepny to wysokiej jakości papier bezdrzewny pokryty klejem, który od strony kleju zabezpieczony jest przekładką antyadhezyjną pokrytą silikonem umożliwiającą jej łatwe usunięcie przed naklejeniem papieru na żądaną powierzchnię. Papier antykorozyjny pokryty jest lotnym inhibitorem korozji LIK, dzięki czemu zabezpiecza zapakowane w niego metalowe przedmioty przed korozją. Papier podgumowany powlekany jest jednostronnie klejem roślinnym lub zwierzęcym. Po zwilżeniu kleju można papier przykleić do danego podłoża (np. znaczki, zamknięcia kopert). Papier silikonowy to papier mocno zaklejony powleczony jedno- lub dwustronnie silikonem, który tworzy warstwę na powierzchni papieru nie wnikając w niego. Jest on papierem o wysokich właściwościach barierowych w stosunku do wody, tłuszczu. Warstwa silikonu jest odporna na działanie wysokiej temperatury, dzięki czemu może być stosowany w gospodarstwach domowych do wypieków. Papier silikonowy wykorzystuje się także jako przekładki w papierach samoprzylepnych, plastrach jednorazowych etc. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie struktury wytworu papierniczego wytworzonego z masy celulozowej, która w decydujący sposób kształtuje jego właściwości fizyczne. Zestawione badania należy przeprowadzić na wybranym asortymencie papierów drukowych, papierów do pisania, tj. stosowanych do wyrobu zeszytów oraz papierów nie zaklejonych, filtracyjnych, wskazanych przez prowadzącego ćwiczenia. Z uwagi na to, że papiery mają wiele różnych zastosowań, różnicuje to bardzo rodzaje papierów i ich cechy użytkowe, a także metody ich badań. 1. Sprawdzenie wymiarów i określenie formatów arkuszy oraz wymiarów toreb papierowych Torby papierowe należą do opakowań jednostkowych stosowanych najczęściej do pakowania produktów spożywczych i materiałów budowlanych. Stosuje się je do takich towarów, jak owoce, mąka, cukier, ryż, kasze, płatki owsiane, gips szpachlowy i budowlany, kleje do płytek ceramicznych, węgiel drzewny, brykiet do grillów. Zalicza się do tej grupy również torebki na prezenty, czy papierowe na zakupy, jak i te, w które pakowane są w sklepach buty, odzież, kosmetyki. W tabeli 6 podano podstawowe wymiary toreb. Dopuszcza się następujące odchylenie wymiarów liniowych boków arkusza dla formatów A, B i C: ± 1,5 mm dla długości do 150 mm, ± 2,0 mm dla długości powyżej 150 do 600 mm, ± 3,0 mm dla długości powyżej 600 mm. Formy konstrukcyjne toreb papierowych przedstawia rys. 5. Wyróżnia się wśród nich : A) fałdowe, B) krzyżowe, C) klockowe, D) płaskie. 11

A) B) C) D) Rys. 5. Kształty toreb papierowych Źródło: PN-P-79003:1991 Mogą one występować jako jedno-, dwu- i trzywarstwowe. Z kolei do ich produkcji stosuje się papiery pakowe siarczanowe, siarczynowe, celulozowo-makulaturowe, pergaminowe, a także tomofan, aluminium lub papierowe powleka się polietylenem. Podstawowe materiały i gramatury stosowane na warstwy toreb podano w tabeli 5. Tabela 5. Podstawowe materiały i gramatury materiałów na warstwy toreb Lp. Nazwa materiału * 1 Papier pakowy siarczanowy typu T 2 Papier pakowy siarczynowy typu T 3 Papier pakowy celulozowo-makulaturowy typu T Torby fałdowe, krzyżowe, klockowe 1-warstwowe 2- i 3- warstwowe 1- warstwowe Torby płaskie 2- i 3- warstwowe Wielkość toreb 1 5 6 11 1 5 6 11 1 9 10 13 1 9 6 13 Gramatura materiału g/m 2 71 80 100 50 71 63 71 wg uzgodnienia 4 Papier pakowy pergaminowy lub półpergaminowy 50 40 - wg uzgodnienia 63 5 Pergamin pakowy sztuczny 63 50 6 Papier powlekany polietylenem wg uzgodnienia 67 87 wg uzgodnienia 7 Tomofan wg uzgodnienia 8 Aluminium * dopuszcza się stosowanie innych materiałów i innych gramatur wg uzgodnienia Źródło: PN-P-79003:1991 12

Tabela 6. Podstawowe wymiary toreb Wielkość Długość a Dopuszczalne odchyłki długości Torby klockowe Szerokość b Dopuszczalne odchyłki szerokości mm Szerokość całkowita fałdy c 1 130 55 40 2 150 +6 70 50 ±2 3 190-4 85 60 4 230 90 65 5 230 100 70 5a 260 100 70 5b 280 100 70 ±6 ±3 6 300 110 80 7 325 125 90 8 350 140 100 9 450 170 120 10 500 190 130 ±8 ±4 11 550 300 150 12 600 200 140 Dopuszczalne odchyłki szerokości fałdy ±2 ±3 ±4 Wielkość Długość a Dopuszczalne odchyłki długości Torby płaskie Szerokość b Dopuszczalne odchyłki szerokości Różnica przekątnych nie więcej niż Szerokość 1) klapki c nie mniej niż 1 55 40 2 70 50 3 85 60 ±3 4 100 70 ±3 3 8 5 110 80 6 125 90 7 140 100 8 150 110 9 170 120 10 200 ±5 140 ±5 5 12 11 220 160 12 250 180 13 280 200 Dotyczy toreb z klapką 13

Wielkość Długość a Dopuszczalne odchyłki długości Torby fałdowe Szerokość b Dopuszczalne odchyłki szerokości mm Szerokość całkowita fałdy c 1 150 55 40 2 175 +6 70 50 ±2 3 220-4 85 60 4 260 90 65 5 300 100 70 6 340 110 80 ±6 ±3 7 370 125 90 8 400 140 100 9 510 170 120 10 570 ±8 190 ±4 130 11 670 200 140 Dopuszczalne odchyłki szerokości fałdy ±2 ±3 ±4 Wielkość Długość a Dopuszczalne odchyłki długości Szerokość spłaszczonej b Torby krzyżowe Dopuszczalne odchyłki szerokości długość podstawy c Wymiary podstawy dopuszczalne szerokość odchyłki podstawy długości d podstawy 1 130 95 55 40 2 150 +6 120 ±4 70 50 ±2 3 190-4 145 85 60 4 230 155 90 65 5 230 170 100 70 5a 260 170 100 70 5b 280 ±6 170 ±6 100 70 ±3 6 300 190 110 80 7 325 215 125 90 8 350 240 140 100 dopuszczalne odchyłki długości podstawy 9 450 290 170 ±4 120 ±4 10 500 ±8 320 ±8 190 130 11 500 340 200 140 Źródło: PN-P-79003:1991 Etapy postępowania: 1. Rozłożyć badany arkusz papieru lub wyrobu papierniczego na dużym stole. 2. Zwymiarować przy użyciu liniału kolejno każdy z boków arkusza. Przy długościach dłuższych od długości liniału posługiwać się ołówkiem i zaznaczać kolejne odłożenia liniału. 3. W sprawozdaniu podać wyniki pomiarów wielkości badanych arkuszy w formie tabeli, z podziałem na rodzaje formatów, szeregując wyniki od największego do najmniejszego formatu. Zanotować wielkości odchyleń. 4. W podobny sposób zwymiarować otrzymane do badań (długość - a, szerokość - b, długość podstawy - c i szerokość podstawy - d). 5. Wyniki podać w tabeli. Opracowano na podstawie normy PN-P-50018:1985 i PN-P-79003:1991. ±2 ±3 14

2. Oznaczanie gramatury Gramatura jest to masa jednostkowej powierzchni wyrobu wyrażona w gramach na metr kwadratowy. Zasada metody polega na wycięciu z badanego papieru próbki o powierzchni 100 cm 2 i zważeniu jej oraz wyliczeniu gramatury. Każda próbka do badań powinna mieć powierzchnię nie mniejszą niż 500 cm 2 i nie większą niż 1000 cm 2. Próbka może składać się z kilku mniejszych próbek. Ważne jest, by przyrząd do cięcia próbek papieru zapewniał czyste i powtarzalne cięcia. Etapy postępowania: 1. Do badań wyciąć starannie po 3 próbki z każdego rodzaju papieru (toreb papierowych) otrzymanego do badań o powierzchni 100 cm 2. Jeżeli rozmiar toreb nie pozwala wyciąć próbek o podanym rozmiarze, należy wyciąć próbki o powierzchni 25 cm 2. Pomiar powierzchni wykonać z dokładnością do 0,5 mm. 2. Zważyć każdą badaną próbkę na wadze z dokładnością do trzech cyfr znaczących. 3. Gramaturę g każdej badanej próbki oblicza się w g/m 2 według wzoru: m g = 10000, (1) A gdzie: m - masa badanej próbki, g, A - powierzchnia badanej próbki, cm 2. 4. W sprawozdaniu podać wynik jako średnią arytmetyczną gramatur badanych próbek. Ćwiczenie opracowano na podstawie PN-ISO 536:1996. 3. Oznaczanie grubości Grubość pojedynczego arkusza to odległość między dwiema powierzchniami papieru lub tektury, określona przy odpowiednim obciążeniu statycznym za pomocą znormalizowanej metody badawczej. Zasada metody polega na pomiarze grubości badanych arkuszy papieru za pomocą grubościomierza. Etapy postępowania: 1. Grubość oznaczyć na arkuszach papieru wyciętych do oznaczania gramatury o wymiarach 100 100 mm lub 5 5 mm. 2. Umieścić próbkę papieru na kowadełku grubościomierza i docisnąć stopkę, a następnie odczytać wartość ze skali grubościomierz. Pomiar należy wykonywać co najmniej 20 mm od krawędzi próbki. 3. Powtórzyć pomiar w kilku miejscach tej samej próbki w odległości kilkudziesięciu milimetrów od siebie i zanotować wskazania grubościomierza. 4. Pomiar wykonać w analogiczny sposób na pozostałych próbkach 5. W sprawozdaniu podać średnią arytmetyczną z odczytów wskazań grubościomierza. Podać także minimalną i maksymalną grubość pojedynczego arkusza oraz obliczyć odchylenie standardowe grubości pojedynczego arkusza δ: 15

δ = ( i ) N 2 (2) gdzie: i odczyt wskazania grubościomierza, mm, - średnia arytmetyczna z odczytów wskazań grubościomierza, mm, N liczba pomiarów. Opracowano na podstawie normy PN-EN 20534:1995. 4. Oznaczanie zawartości wilgoci Zasada oznaczania polega na zważeniu próbki wyrobu w czasie pobrania i wysuszeniu jej do stałej masy w temperaturze 105±5 o C. Etapy postępowania: 1. Z badanego wytworu papierniczego przygotować próbki papieru w postaci pasków o szerokości 50 75 mm i długości co najmniej 150 mm. Z każdego arkusza powinno się przygotować dwie próbki. UWAGA: Jeżeli z otrzymanych do badań toreb nie można wyciąć próbek o podanych powyżej wymiarach, wówczas należy przygotować strzępki papieru i umieścić je w zważonym wcześniej naczynku wagowym. Masa tak otrzymanych ścinek powinna wynosić około 1 g. Pomiar wykonać z dokładnością do 0,001 g. 2. Włożyć próby do suszarki laboratoryjnej i suszyć do stałej masy w temperaturze 100 ± 5 C. 3. Próby studzić w eksykatorze przed ponownym ważeniem. 4. Wilgotność W oblicza się w procentach według wzoru: m1 m2 W = 100, (3) m1 gdzie: m 1 - masa próbki przed suszeniem, g, m 2 - masa próbki po suszeniu, g, 5. W sprawozdaniu wynik podać jako średnią z dwóch równoległych oznaczeń z dokładnością do 0,1%. Wilgotność wytworu papierniczego nie powinna przekraczać 10%. Ćwiczenie opracowano na podstawie PN-ISO 287:1994. 5. Oznaczanie kierunku ułożenia włókien w wytworze papierniczym 5.1. Za pomocą krążka (etykiety) Zasada metody polega na obserwacji kierunku wygięcia się etykiety wykonanej z papieru, umieszczonego na powierzchni wody. 16

Etapy postępowania: 1. Do krystalizatora lub kuwety nalać wody. 2. Etykietę papierową położyć na powierzchni wody, tak aby zwilżyła się tylko jedna jej strona. 3. Po kilku sekundach wyjąć z wody i położyć na dłoni. 4. Papier wygnie się w jednym kierunku łódkowo jak na rysunku 6. 5. Nie wygięty przekrój jest kierunkiem podłużnym badanej etykiety papierowej (rys. 6). a) suche etykiety o prawidłowym kierunku włókien (równoległym do obwodu opakowania), b) nawilżone tylne strony etykiet o prawidłowym kierunku włókien, c) nawilżone tylne strony etykiet o nieprawidłowym kierunku włókien. Rys. 6. Kierunek włókien w papierze przy drukowaniu etykiet Źródło: Vademecum papierów dla wydawców, S. Jakucewicz, ECCO-Papier Sp. z o.o., Warszawa 2004 5.2. Za pomocą pasków Zasada metody polega na obserwacji zachowania się dwóch pasków papieru, wyciętych z prostopadłych do siebie kierunków, przy ich przechylaniu się pod własnym ciężarem. Pasek z kierunku podłużnego jako bardziej sztywny i będzie się mniej przechylał niż pasek z kierunku poprzecznego. Etapy postępowania: 1. Wyciąć z badanego arkusza papieru dwa paski z kierunków prostopadłych do siebie o wymiarach 50250 mm i oznaczyć na nich ich położenie względem arkusza. 2. Paski należy złożyć równo jeden nad drugim i ująć w palce za jeden z końców. Wolne końce będą lekko zwisać. 3. Ruchem ręki należy tak przerzucać wolne końce pasków, aby raz znajdowały się z prawej, a raz z lewej strony ręki. 4. Paski będą albo spoczywać jeden nad drugim, albo będą odchylać się od siebie. 5. W przypadku przylegania pasków do siebie (rys. 8a) dolny pasek jest wycięty z kierunku podłużnego, a górny z kierunku poprzecznego. 6. W przypadku, gdy paski odchylają się od siebie (rys. 8b) górny pasek jest wycięty z kierunku podłużnego, a dolny z kierunku pop-rzecznego. 17

Rys. 7. Kierunek podłużny i poprzeczny wyznaczony za pomocą pasków. Źródło: Vademecum papierów dla wydawców, S. Jakucewicz, ECCO-Papier Sp. z o.o., Warszawa 2004 a) b) Rys. 8. Ułożenie pasków: a) przyleganie, b) rozchylenie Źródło: Towaroznawstwo Artykułów Przemysłowych. Część III. Badanie jakości wyrobów, red. A. Korzeniowski, Wyd. AE, Poznań 2006 6. Oznaczanie chłonności liniowej metodą Cobb Zasada metody polega na wyznaczeniu masy wody, jaką próba papieru o powierzchni 100 cm 2 i wysokości lustra wody 1 cm wchłania przez określony czas. Metoda ta jest zalecana dla wszystkich papierów i tektur, których chłonność wody jest mniejsza niż bibuł i wynosi w metodzie Klemma poniżej 5 mm. Chłonność wody (wartość Cobb 60 ) jest to masa wody, która w określonym czasie i określonych warunkach jest absorbowana przez 1 m 2 papieru lub tektury. Wyznacza się ją w aparacie Cobb dla powierzchni 100 cm 2. Przyjęto wyznaczać tzw. wskaźnik Cobb 60 co oznacza 60 sekund oddziaływania wody na próbę badanego wytworu papierniczego, tj. od momentu pierwszego kontaktu z wodą do rozpoczęcia osuszania. Ćwiczenie opracowano na podstawie PN-ISO 535. Aparat Cobb składa się ze sztywnej podstawy, o gładkiej powierzchni i metalowego cylindra o średnicy wewnętrznej pierścienia 112,8 mm, co odpowiada powierzchni 100 cm 2, oraz urządzenia umożliwiającego docisk cylindra do podstawy. Wysokość cylindra nie jest istotna, ważne, by zapewniała otrzymanie słupa wody o wysokości 10 mm. Krawędź cylindra powinna być płaska i gładka oraz wystarczająco gruba, aby zapobiec przecinaniu próbki. Ponadto powierzchnia płaska powinna być wyposażona w uszczelkę, która zapobiega przeciekaniu wody. 18

Uzupełnieniem aparatu jest wałek metalowy o masie 10 kg i wymiarach: szerokość 200 mm i średnica 90±10 mm, służący do odciskania nadmiaru wody w bibułę. Czas oznaczania zależy od szybkości wsiąkania wody w próbę. Jeżeli papier ma niską wchłanialność wody, dopuszcza się przedłużenie czasu oznaczania powyżej 300 sekund. Rys. 14. Aparat Cobb pierścień z rączką, umożliwiającą podniesienie pierścienia i wałek dociskowy [12] Tabela 6. Czasy oznaczania w metodzie Cobb Zalecany czas oznaczania (s) 30 60 120 300 1800 Symbol Cobb 30 Cobb 60 Cobb 120 Cobb 300 Cobb 1800 Nadmiar wody usunąć po s 20±1 45±1 105±2 285±2 1755 do 1815 Osuszyć po s 30±1 60±2 120±2 300±2 15±2 po usunięciu nadmiaru wody UWAGA: czasy podane w kolumnach 3 i 4 są mierzone od momentu zetknięcia się wody z badaną próbką [na podstawie PN-ISO 535] Ważne jest, aby we wszystkich przypadkach podczas pomiarów zachować jednakowy czas usunięcia nadmiaru wody 15±2 s (z wyjątkiem Cobb 30 ). 19

Etapy postępowania: 1. Powierzchnia papieru do badania powinna być wolna od fałd, zagięć, pęknięć lub innych uszkodzeń. 2. Wyciąć z badanego arkusza papieru przy użyciu wykrojnika 10 próbek kwadratowych o boku 125 mm. 3. Oznakować każdą ze stron próby i zważyć z dokładnością do 1 mg. 4. Podnieść cylinder przyrządu przez ściśnięcie rączki w dłoni. 5. Umieścić centralnie pojedynczą próbę papieru na podstawie przyrządu. 6. Zwolnić uścisk, który uwalnia sprężynę. Metalowy pierścień zostanie dociśnięty do podstawy. 7. Sprawdzić, czy badana próba wystaje równomiernie poza obwód pierścienia. 8. Odmierzyć w cylindrze miarowym 100 cm 3 wody. Przygotować stoper oraz miejsce do odciskania wody z próby, wałek metalowy i bibułę do osuszania próby. 9. Wlać szybko wodę do cylindra aparatu, jednocześnie włączając stoper. 10. Po 45 sekundach wylać wodę szybkim ruchem do przygotowanej kuwety, podnieść szybko cylinder przyrządu przez ściśnięcie uchwytu i wyjąć próbę. UWAGA: należy uważać, aby przy wylewaniu wody nie zamoczyć brzegów próby, wystających poza cylinder. 11. Położyć badany arkusik stroną badaną do góry na przygotowanej bibule, ułożonej na gładkiej i równej powierzchni stołu. 12. Po 60 sekundach od rozpoczęcia badania położyć arkusz suchej bibuły na badaną próbkę (15 sekund od wylania wody) i usunąć nadmiar wody za pomocą wałka metalowego, którym należy wykonać dwa ruchy toczenia po próbie (od siebie i z powrotem) bez dodatkowego nacisku. Próba po osuszeniu nie powinna mieć połysku, tzn. śladów nieusuniętej wody. 13. Złożyć próbkę papieru natychmiast po osuszeniu stroną zwilżoną do wewnątrz i zważyć z dokładnością do 0,001 g. Należy unikać strat spowodowanych odparowaniem. 14. Czynność powtórzyć dla kolejnych prób, tak aby dla każdej strony papieru otrzymać 3 oznaczenia. Do każdego oznaczenia stosować świeżą wodę. 15. Chłonność wody A, wyrażoną w g/m 2 z dokładnością do jednego miejsca znaczącego, oblicza się dla każdej próbki według wzoru: A 4 10 ( m2 m1 ) s = [12] gdzie: m 2 - masa próbki po nawilżeniu, g, m 1 - masa próbki klimatyzowanej, g, s - powierzchnia nawilżania w czasie oznaczenia, cm 2. W sprawozdaniu podać wyniki dla każdej strony oddzielnie, jako średnią arytmetyczną co najmniej trzech oznaczeń. 20

7. Oznaczanie chłonności powierzchniowej i przesiąkliwości 7.1. Chłonność powierzchniowa określa zdolność wytworu papierniczego do wchłaniania cieczy znajdującej się na jego powierzchni. Zasad metody polega na określeniu czasu potrzebnego do zaniku lustra plamy, powstałej przez spuszczenie kropli cieczy na powierzchnię próbki. Przykładowe urządzenie do oznaczania chłonności powierzchniowej przedstawia rysunek 9. 1 podstawa, 2 dwudzielna ramka do umieszczania próbki, 3 statyw, 4 strzykawka lekarska z igłą, 5 poziomica, 6 śruby regulacyjne Rys. 9. Przykładowe urządzenie do oznaczania chłonności powierzchniowej Źródło: PN-P-50156:1976 Odczynniki olej rycynowy zabarwiony barwnikiem Sudan III w ilości 0,05% w stosunku do jego masy, woda destylowana zabarwiona barwnikiem. Etapy postępowania: 1. Z otrzymanego do badań papieru wyciąć próbki o wymiarach 200200 mm. 2. Oznaczyć grubość próbek. 3. Umieścić próbkę w ramce przyrządu. 4. Napełnić strzykawkę cieczą i umieścić w statywie tak, aby koniec igły znajdował się około 50 mm od powierzchni próbki. 5. Spuścić jedną kroplę na badaną próbkę i włączyć stoper. 6. Zmierzyć czas z dokładnością do 1 s od zetknięcia się kropli z próbką do momentu aż zaniknie połysk w miejscu jej spuszczenia w wyniku wchłaniania cieczy przez próbkę. 7. Wykonać 3 oznaczenia dla strony górnej i 3 dla strony sitowej badanego wyrobu. 8. Dopuszcza się wykonanie dwóch oznaczeń na jednej próbce pod warunkiem, że krople badanej cieczy nie zleją się ze sobą. 9. Chłonność powierzchniową (Ch) dla danej strony wyrobu obliczyć w sekundach jako średnią arytmetyczną 3 oznaczeń. 10. Współczynnik chłonności powierzchniowej obliczyć wg wzoru: t WCh = 0,01 (4) 2 d 21

gdzie: 0,01 współczynnik przeliczeniowy, t czas wchłaniania cieczy, s, d grubość próbki, mm. Wyniki WCh należy podawać z dokładnością do jedności. 7.2. Przesiąkliwość określa natomiast podatność wytworu papierniczego na przenikanie cieczy. Zasada metody polega na określeniu czasu, po którym plama powstała na skutek umieszczenia kropli zabarwionej cieczy na wierzchniej stronie próbki, obserwowana od strony spodniej w świetle przechodzącym, osiągnie jednolite zabarwienie. Przykładowe urządzenie do oznaczania przesiąkliwości przedstawia rysunek 10. 1 obudowa, 2 pozioma ścianka, 3 strzykawka lekarska z igłą, 4 okrągły otwór, 5 płytka ze szkła bezbarwnego, 6 płytka ze szkła matowego, 7 żarówka o mocy 15 W, 8 lusterko, 9 otwory wentylacyjne Rys. 10. Przykładowe urządzenie do oznaczania przesiąkliwości Źródło: PN-P-50156:1976 Odczynniki jak w punkcie 7.1. Etapy postępowania: 1. Z otrzymanego papieru wyciąć próbki o wymiarach 5050 mm. 2. Oznaczyć grubość próbek. 3. Umieścić próbkę w ramce przyrządu. 4. Napełnić strzykawkę cieczą i umieścić w statywie tak, aby koniec igły znajdował się około 50 mm od powierzchni próbki. 5. Spuścić jedną kroplę na badaną próbkę i włączyć stoper. 6. Zmierzyć czas z dokładnością do 1 s od zetknięcia się kropli z próbką do momentu aż obserwowana w lusterku plama osiągnie jednolite zabarwienie. 7. Wykonać 3 oznaczenia dla strony górnej i 3 dla strony sitowej badanego wyrobu. 8. Dopuszcza się wykonanie dwóch oznaczeń na jednej próbce pod warunkiem, że krople badanej cieczy nie zleją się ze sobą. 9. Przesiąkliwość (P) dla danej strony wyrobu obliczyć w sekundach jako średnią arytmetyczną 3 oznaczeń. 22

10. Współczynnik przesiąkliwości (WP) obliczyć wg wzoru (4). Opracowano na podstawie normy PN-P-50156:1976. LITERATURA 1. Budowa i morfologia surowców i mas włóknistych, J. Surmiński, Wyd. AR, Poznań 2000 2. Papier, tektura, masa włóknista i określenia związane Terminologia, PN-P-50000:1992 3. Towaroznawstwo artykułów przemysłowych, red. M. Mysona, PWE, Warszawa 1968 4. Towaroznawstwo. Artykuły przemysłowe, red. W. Nalepa, PWE, Warszawa 1986 5. Vademecum papierów dla wydawców, S. Jakucewicz, ECCO-Papier Sp. z o.o., Warszawa 2004 6. Vademecum drukarza, S. Jakucewicz, ECCO-Papier Sp. z o.o., Warszawa 2004 7. Produkty papiernicze Formaty arkuszy, PN-P-50018:1985 8. Torby papierowe, PN-P-79003:1991 9. Papier i tektura Oznaczanie gramatury, PN-ISO 536 10. Papier i tektura Oznaczanie grubości i gęstości pozornej arkusza z pliku lub gęstości pozornej pojedynczego arkusza, PN-EN 20534:1995 11. Papier i tektura - Oznaczanie zawartości wilgoci w partii - Metoda suszarki komorowej, PN-EN ISO 287:1994 12. Produkty przemysłu papierniczego - Metody badań fizycznych - Oznaczanie kierunków oraz strony sitowej wytworów papierniczych, PN-P-50128:1965 13. Papier i tektura - Oznaczanie chłonności liniowej - Metoda Klemma, PN-ISO 8787:1999 14. Produkty przemysłu papierniczego - Oznaczanie chłonności powierzchniowej i przesiąkliwości, PN-P-50156:1976 15. Towaroznawstwo Artykułów Przemysłowych. Część III. Badanie jakości wyrobów, red. A. Korzeniowski, Wyd. AE, Poznań 2006 16. Papier Oznaczanie wytrzymałości na przepuklenie, PN-EN ISO 2758:1995 17. Opakowania - Worki - Badania odporności na uderzenia przy swobodnym spadku - Worki papierowe, PN-EN 27965-1:1994 18. Torby Oznaczanie wytrzymałości na uderzenia przy swobodnym spadku, PN-O-79171:1965 23