Груздева И.Г. Лабораторный практикум по бумаге. Материаловедение для полиграфистов
Подождите немного. Документ загружается.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна
Северо-Западный институт печати
Кафедра технологии полиграфического производства
Материаловедение
Часть I
Печатная бумага
Лабораторные работы
для специальностей:
261202 – Технология полиграфического производства
080502 – Экономика и управление на предприятии
070902 – Графика
032401 – Реклама
Санкт-Петербург
2009 г.
1
Кафедра технологии полиграфического производства
Составитель:
И.Г.Груздева, к.х.н., доц. кафедры ТПП СЗИПСПГУТД
Рецензенты:
Печатается в авторской редакции
Лабораторный практикум содержит наиболее распространенные
методы контроля и испытаний свойств печатных бумаг и соответствует
рабочей программе дисциплины “Материаловедение”.
Практикум предназначен для студентов, обучающихся по
специальностям:
261202 - Технология полиграфического производства
080502 – Экономика и управление на предприятии
070902 – Графика
032401 – Реклама
Практикум также может быть полезен аспирантам и инженерно-
техническим работникам полиграфических предприятий.
2
ВВЕДЕНИЕ
Настоящий лабораторный практикум составлен по дисциплине
“Материаловедение” (раздел “Печатная бумага”) для специальностей –
261202 (Технология полиграфического производства), 080502 (Экономика и
управление на предприятии), 070902 (Графика), 032401 (Реклама).
Лабораторный практикум содержит 6 заданий, включающих 20
лабораторных работ.
Каждый студент получает лист бумаги для исследования ее структуры и
свойств, которое проводится на протяжении нескольких занятий. Бумага из
лаборатории не выносится и после окончания занятия помещается в
специальный конверт и хранится в отведенном для этого месте.
После завершения цикла работ студент должен составить сводную
таблицу результатов по форме (табл. 1)
Таблица 1
Сводная таблица результатов испытаний свойств бумаги
Наименование
показателя
Единицы
измерений
Результат
измерения или
расчета
Примечание
Заполнив таблицу 1, студент сравнивает результаты испытаний с данными
ГОСТов и ТУ, чтобы в итоге сделать заключение о наиболее целесообразном
применении бумаги: способе печатания, виде печатной машины (рулонная,
листовая), характере продукции или назначении бумаги (газетная, книжно-
журнальная, картографическая и др).
3
Общие указания к выполнению работ
Лабораторные работы выполняются индивидуально каждым студентом. К
работе допускаются студенты, предварительно изучившие описания
соответствующих лабораторных работ, рекомендованную литературу и
прошедшие инструктаж по технике безопасности, который дается по всем
лабораторным работам в начале семестра.
Студенты работают в лаборатории в присутствии преподавателя или
лаборанта. Приступать к выполнению опыта можно лишь после тщательного
ознакомления с его описанием, устройством прибора и правилами работы на
нем. Полученные предварительные результаты следует согласовать с
преподавателем и только после этого выполнять дальнейшие расчеты.
В конце текущего занятия студент, выполнивший работу, представляет
преподавателю все полученные результаты для окончательной проверки,
утверждения и оценки.
По окончании работы студент должен убрать рабочее место.
Категорически запрещается принимать на рабочих местах пищу, выносить из
лаборатории материальные ценности.
За нарушение правил поведения во время работы студенты несут
ответственность вплоть до лишения права работать в лаборатории.
4
Перечень лабораторных работ и применяемого оборудования
Наименование лабораторной работы Оборудование и принадлежности
Задание 1 – ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ БУМАГИ
1,2) Определение направления отлива и
размерных характеристик бумаги
Линейка, ножницы, толщиномер ТИБ-1,
квадрантные весы КВ-180
3) Расчет плотности бумаги ———————
4) Определение зольности бумаги и расчет
содержания наполнителя
Муфельная печь МП-2УМ, тигли фарфоровые,
эксикатор, аналитические весы
5) Расчет пористости бумаги ———————
6) Определение среднего размера пор (по
впитыванию)
Прибор Клемма-Винклера, секундомер, уайт-
спирит
Задание 2 – ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БУМАГИ
7) Определение прочности бумаги на
разрыв и предельного удлинения при
растяжении
Разрывная машина РМБ-10, линейка,
ножницы
8) Изучение прочности бумаги на излом Прибор для определения прочности на излом
И-1-1
Задание 3 – ХАРАКТЕРИСТИКА ПОВЕРХНОСТИ БУМАГИ
9) Определение стандартной гладкости
бумаги (по Бекку)
Прибор для измерения гладкости Б-1,
секундомер
10) Определение эффективной гладкости и
расчет мягкости
Б-1, груз 5 кг, секундомер
Задание 4 – ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ БУМАГИ С ЖИДКОСТЯМИ
11) Изучение впитывающей способности
бумаги (по ксилолу)
Прибор ПВБ для определения впитывающей
способности, секундомер, ксилол
12) Изучение линейной деформации бумаги
при изменении ее влажности
Контрольная линейка КЛ, сушильный шкаф,
кювета с дистиллированной водой
13) Определение влагопрочности бумаги Прибор ПР-1, кювета с дистиллированной
водой
14) Определение степени проклейки Рейсфедер, контрольная линейка КЛ,
стандартные чернила для определения
проклейки бумаги
15) Определение скручиваемости при
одностороннем смачивании
Прибор СБС, шаблон-трапеция, секундомер
16) Определение впитываемости при
одностороннем смачивании
Прибор Кобба с полированным валиком,
секундомер, аналитические весы
5
Задание 5 – ИЗУЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БУМАГИ
17) Определение белизны и оттенка на
универсальном фотометре
Фотометр ФМ-56 с эталоном белизны или
лейкометр фирмы “Карл Цейсс”
18) Определение непрозрачности бумаги Фотометр ФМ-56 или лейкометр
19) Определение глянца Глянцметр ГГФ-3
Задание 6 – ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ БУМАГИ
20) Определение влажности бумаги в
сушильном шкафу
Стеклянные бюксы, эксикатор, аналитические
весы, сушильный шкаф
Задание 1 - ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ БУМАГИ
6
Лабораторная работа № 1
Определение направления отлива бумаги
Цель и содержание работы
Изучение особенностей структуры бумаги как листового материала.
Освоение методов определения направления отлива бумаги.
Методика и порядок выполнения работы
Для определения направления отлива в листе используется различие
механических свойств бумаги в этих направлениях: большая жесткость в
машинном направлении, что приводит к меньшей деформируемости при
провисании под действием собственного веса.
На испытуемом листе бумаги чертят полоски размером 15 х 240 мм в двух
взаимно перпендикулярных направлениях, соответствующих сторонам листа.
Полоски отмечают условными знаками, чтобы фиксировать их расположение
на листе, и вырезают. Затем полоски накладывают одна на другую, зажимают
с одного конца пальцами, оставляя другие концы висеть свободно под
действием собственного веса (рис.1). После этого нижнюю и верхнюю
полоски меняют местами и вновь наблюдают за их провисанием. Больше
будет провисать менее жесткая полоска, вырезанная в поперечном
направлении (рис.1 б). Более жесткая полоска, вырезанная в машинном
направлении, провисает меньше и находится на этом рисунке сверху. Если
полоска машинного направления будет внизу, она поддерживает поперечную
полоску и не дает ей провисать (рис. 1 а)
Содержание и форма отчета
Полоски надписывают и используют в дальнейшем для определения
прочности бумаги на разрыв. По условным знакам, сделанным на полосках,
их прикладывают к бумажному листу, определяют и отмечают стрелками
машинное и поперечное направления в листе, что необходимо учитывать при
дальнейших испытаниях.
7
Лабораторная работа № 2
Определение размерных характеристик бумаги
Цель и содержание работы
Выработка практических навыков определения основных размерных
характеристик бумаги и представления о неоднородности структуры бумаги.
К размерным показателям, характеризующим структуру бумаги или картона,
относятся толщина и масса квадратного метра. К технологическим
размерным показателям, не связанным с характеристикой структуры,
относятся: ширина рулонной бумаги, формат и косина листовой бумаги. В
данной работе определяются толщина и масса квадратного метра бумаги.
Приборы и принадлежности
толщиномер для бумаги ТИБ-1;
квадрантные весы КВ-180;
линейка обычная;
ножницы.
Методика и порядок выполнения работы
1. Определение толщины бумаги
Толщина является важным показателем бумаги и картона как листовых
материалов, от нее зависят многие их свойства. Толщина определяется
толщиномером (рис.2) и выражается в мм с точностью до 0,01 мм. Для
опыта вырезается квадратный образец бумаги размером 100 х 100 мм (он
будет использоваться в дальнейшем и для определения массы 1 м
2
бумаги). Измерения толщины производятся в пяти местах образца, затем
рассчитывается среднее арифметическое значение – h
ср
.
8
2. Определение массы квадратного метра
Во-первых: масса квадратного метра бумаги характеризует ее толщину,
так как чем толще бумага, тем она тяжелее (при условии равной
плотности); во-вторых: является показателем, который используется при
расчете весового расхода бумаги в зависимости от количества печатных
листов и тиража издания. По массе квадратного метра можно также
рассчитать длину бумаги в рулоне.
Масса квадратного метра определяется взвешиванием образца бумаги,
использованного в предыдущей работе и пересчетом затем массы на
квадратный метр. Практически для этого используются специальные
квадрантные весы (рис.3), на которых должен взвешиваться образец
бумаги площадью в 0,1м
2
, помещенный на чашку 1. Результат
отсчитывается на дуговой шкале 2 по отклонению стрелки 3, причем
цифры на шкале сразу указывают величину массы квадратного метра, г/м
2
.
В лабораторной работе взвешивается образец размером 100 х 100 мм
(0,01 м
2
), и поэтому полученный результат умножается на 10.
Масса бумаги изменяется в зависимости от колебаний влажности
бумаги. Поэтому важно вести испытания при постоянной стандартной
влажности. Если же это не соблюдается, то массу квадратного метра,
полученную при данной влажности бумаги, можно привести к
стандартной влажности пересчетом по формуле:
B
B
MM
100
'100
, где
M – искомая масса квадратного метра при стандартной влажности;
M
’
– масса квадратного метра при влажности в момент измерения;
B
’
– влажность бумаги в момент измерения (см лаб.работу №20);
B – стандартная влажность, принятая равной 7%.
Содержание и форма отчета
Полученные результаты по размерным характеристикам бумаги вносят в
рабочий журнал и сводную таблицу 1.
9
Лабораторная работа № 3
Расчет плотности бумаги
Цель и содержание работы
Ознакомление с плотностью (объемной массой) – важнейшей физической
характеристикой структуры бумаги и освоение метода ее расчета.
Методика и порядок выполнения работы
Плотность – масса 1 см
3
бумаги. Она определяется отношением массы
образца материала к его объему:
d=
V
m
, г/см
3
Для расчета плотности бумаги следует использовать значения массы
квадратного метра и толщины бумаги, определенные в работе №2. Тогда m
равна массе квадратного метра в граммах, а объем V (см
3
) равен
произведению площади листа бумаги S (в см
2
) на среднюю толщину h
ср
(в
см):
V=S · h
ср
, где
S = 1 м
2
= 10`000 см
2
Содержание и форма отчета
В рабочий журнал заносят расчеты и результаты расчетов с обязательным
указанием размерности. Полученные результаты вносятся в сводную таблицу
1 и сравниваются с нормативной документацией.
10