Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3229:2000 về giấy - xác định độ bền xé – phương pháp elmendorf

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 3229:2000

GIẤY - XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN XÉ – PHƯƠNG PHÁP ELMENDORF
Paper – Determination of tearing resistance – Elmendorf method

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ bền xé của giấy theo Elmendorf. Phương pháp này có thể được áp dụng cho các loại cáctông mỏng, nếu độ bền xé nằm trong khoảng đo của máy.

Phương pháp này không áp dụng cho các loại cáctông sóng, nhưng có thể áp dụng cho các thành phần của nó. Phương pháp này không thích hợp để xác định độ bền xé ngang của các loại giấy (hoặc các tông) có độ định hướng xơ sợi cao.

2. Tiêu chuẩn trích dẫn

TCVN 3649:2000 Giấy và cáctông - Lấy mẫu để xác định chất lượng trung bình;

TCVN 6725:2000 Giấy, các tông và bột giấy (Môi trường chuẩn để điều hòa và thử nghiệm).

TCVN 1270:2000 Giấy và cáctông (Xác định định lượng).

3. Định nghĩa

3.1 Độ bền xé

Là lực cần thuết để tiếp tục xé mẫu thử đã được cắt mồi ở từng tờ mẫu. Nếu vết cắt mồi theo chiều dọc, thì kết quả sẽ là độ bền xé theo chiều dọc. Nếu vết cắt mồi theo chiều ngang, thì kết quả sẽ là độ bền xé theo chiều ngang. Đơn vị đo độ bền xé là miliniutơn (mN).

3.2 Chỉ số độ bền xé

Là độ bền xé của giấy (hoặc các tông) chia cho định lượng của nó. Kết quả tính bằng miliniutơn mét vuông trên gam ( mNm2/g).

4. Nguyên tắc

Các tờ mẫu xếp chồng lên nhau (thường là 4 tờ) theo cùng chiểu, dùng dao cắt mồi một đầu mẫu thử trước khi tác dụng lực xé. Cho con lắc chuyển động vuông góc với mặt phẳng ban đầu của mẫu thử. Công thực hiện để xé mẫu thử được đo bằng thế năng bị mất củia con lắc.

Lực xé trung bình (công thực hiện để xé mẫu chia cho tổng chiều dài xé) được chỉ ra trên thang đo nằm trên con lắc hoặc màn hình của máy đo sử dụng.

Độ bền xé của mẫu thử được xác định bằng giá trị trung bình của lực xé và số lượng tờ mẫu trong một lần thử.

5. Thiết bị, dụng cụ

5.1. Máy đo độ bền xé Elmendorf

Khả năng đo của máy được trình bày trong phụ lục A.

Chú thích :

1) Một số máy đo có kèm theo máy tính để tính độ bền xé của mẫu thử. Với loại máy đó, hệ thống kim ma sát thường được thay thế bằng bộ phận cảm biến có khả năng nhận biết góc chuyển động của con lắc. Đầu ra của bộ phận cảm biến là máy in kết quả trung bình của độ bền xé.

2) Trong điều kiện của phép thử này, tổng công thực hiện của con lắc gồm : công để xé, công để nâng và uốn, công để vượt qua ma sát giữa các cạnh xé của mẫu thử. Một số máy đo công thực hiện gồm cả lực để thắng lực ma sát do mẫu thử cọ xát với con lắc trong thời gian thử. Đó chính là nguyên nhân dẫn tới sai số của kết quả đo, bởi vậy các máy đó không phù hợp để thử theo phương pháp này. Các máy đo được cải tiến để loại bỏ vấn đề này có thể sử dụng được.

5.2. Các vật có khối lượng chuẩn và các con lắc thay thế

Các vật có khối lượng chuẩn sử dụng để hiệu chuẩn máy đo. Các con lắc thay thế sử dụng cho các khoảng đo khác nhau của máy.

5.3 Dụng cụ chuẩn bị mẫu

Dụng cụ chuẩn bị mẫu gồm có khuôn hoặc dao cắt mẫu.

6. Lấy mẫu

Mẫu được lấy theo TCVN 3649:2000

7. Điều hòa mẫu

Mẫu được điều hòa theo TCVN 6725:2000

8. Chuẩn bị mẫu

Mẫy được chuẩn bị trong điều kiện môi trường như môi trường điều hòa mẫu. Mẫu không được có nếp gấp, nhăn hoặc bất cứ một hư hỏng nào. Mẫu được cắt cách các cạnh của tờ mẫu ít nhất là 15mm. Nếu có hình bóng nước phải ghi vào báo cáo kết quả.

Phân biệt hai mặt của mẫu thử theo phương pháp thích hợp. Mẫu được cắt theo hình chữ nhật với kích thước : 50mm ± 2mm và 70mm ± 2mm. Sau khi dùng dao cắt một đầu mẫu thử, chiều dài xé còn lại phải đảm bảo là 43,0mm ± 0,5mm (Xem phụ lục A.1). Mẫu thử là tập hợp của 4 tờ được sắp xếp theo cùng một chiều và cùng một mặt.

Các cạnh của các tờ trong một lần đo không được dính vào nhau.

Chú thích : Kích thước mẫu thử phụ thuộc vào dạng máy đo sử dụng. Đối với một số máy đo kích thước của mẫu thử : 50mm x 63mm; hoặc 50mm x 65mm; 63mm x 76mm. Dụng cụ cắt mẫu phải phù hợp với máy đo sử dụng, cắt số lượng tờ mẫu sao cho có được 10 giá trị đo theo mỗi chiều (ít nhất là 40 tờ cho mỗi chiều).

9. Cách tiến hành

Tiến hành thử trong điều kiện môi trường như khi điều hòa và chuẩn bị mẫu. Đặt và kiểm tra máy đo theo phụ lục A. Hiệu chuẩn máy đo theo phụ lục B.

Tiến hành thử theo hướng dẫn, chọn con lắc thích hợp sao cho giá trị đo nằm trong khoảng từ 20% đến 80% giá trị của thang đo. Mặc dù vậy khi có giá trị nằm ngoài giới hạn vẫn phải ghi vào báo cáo kết quả.

Để con lắc vào vị trí ban đầu và dùng chốt để chốt lại. Kẹp mẫu vào vị trí thử và dùng dao trên máy đo để cắt mồi mẫu, sau đó giải phóng con lắc. Sự rơi của con lắc sẽ xé phần mẫu còn lại. Dùng tay bắt lấy con lắc một cách nhẹ nhàng khi nó đang dao động trở lại mà không làm ảnh hưởng tới vị trí của kim chỉ lực tác dụng. Đọc kết quả trên thang đo. Để con lắc trở lại vị trí ban đầu, lấy mẫu đã bị xé ra và đặt tiếp mẫu khác vào.

Đường xé có thể bị lệch khỏi đường cắt ban đầu. Nếu độ lệch lớn hơn 10mm một hoặc hai lần trong tổng số 10 lần thử, thì bỏ kết quả đó và tiến hành thử tiếp để số giá trị đo được là 10. Nếu số mẫu có độ lệch lớn hơn 10mm nhiều hơn hai lần thì phải ghi vào báo cáo kết quả.

Nếu các con lắc hiện có, dử dụng để thử với số tờ trong một lần thử là bốn, không cho được kết quả thích hợp thì có thể tiến hành thử với số tờ mẫu nhiều hoặc ít hơn, nhưng phải ghi vào báo cáo kết quả.

Chú thích :

1) Độ bền xé phụ thuộc vào số lượng tờ mẫu xé trong một lần. Với một số loại giấy sự khác nhau của độ bền xé khi tiến hành xé một tờ và bốn tờ có thể lớn hơn 20%. So sánh kết quả khi tiến hành xé cùng một lúc 4 tờ và 2 tờ hoặc nhiều hơn (có thể đến 16 tờ) cho thấy sự sai khác giữa chúng nhỏ hơn sự sai khác khi xé 1 tờ và 4 tờ cùng một lúc.

2) Nếu tờ mẫu cong phải uốn lại nhẹ nhàng, khi làm tránh chạm tay vào diện tích thử.

10. Tính toán kết quả

10.1 Độ bền xé (F) tính bằng miliniutơn theo công thức sau :

 

F là chỉ số đọc trên máy, tính bằng miliniutơn (mN).

p là hệ số của con lắc (thường là 4,16, 32 phụ thuộc vào con lắc sử dụng khi thử).

n là số tờ mẫu được xé cùng một lúc (tiêu chuẩn là 4 tờ).

10.2 Chỉ số độ bền xé (X) tính bằng miliniutơn mét vuông trên gam theo công thức sau :

trong đó :

F là độ bền xé, tính bằng miliniutơn (mN).

g là định lượng của mẫu thử, tính bằng gam trên mét vuông (g/m2).

11. Độ chính xác

Độ chính xác của phép thử được đánh giá qua độ lặp lại ( trong một phòng thí nghiệm) và độ tái lập (giữa các phòng thí nghiệm).

11.1. Độ lặp lại :

Sự chênh lệch giữa các kết quả đo của cùng một loại mẫu thử, do cùng một người thao tác, trên cùng một máy đo, trong một khoảng thời gian ngắn, được thực hiện trong cùng một phòng thí nghiệm thường bằng 3,5%.

11.2. Độ tái lập

Sự chênh lệch giữa các kết quả đo của cùng một mẫu thử, được thực hiện trong các phòng thí nghiệm khác nhau thường bằng 18%.

Chú thích : Độ chính xác của phép thử được tính từ các kết quả đo của 120 phòng thí nghiệm tại Mỹ với 12 loại giấy.

12. Báo cáo kết quả

Báo cáo thử nghiệm gồm các thong tin sau :

a) Tên, số hiệu tiêu chuẩn áp dụng.

b) Thời gian và tên phòng thí nghiệm;

c) Đặc điểm của mẫu thử;

d) Số lần thử nếu khác 10.

e) Độ bền xé tính bằng miliniu tơn, chỉ số độ bền xé tính bằng miliniu tơn mét vuông trên gam theo mỗi chiều của giấy.

f) Độ lệch chuẩn của kết quả.

g) Hệ số p của con lắc sử dụng trong máy đo.

h) Số lượng của tờ mẫu xé cùng một lúc.

i) Sự sai lệch của đường xé.

j) Định lượng của mẫu thử.

k) Các yếu tố ảnh hưởng tới kết quả thử.

PHỤ LỤC A
(Quy định)

MÔ TẢ VÀ HIỆU CHỈNH MÁY ĐO BỀN XÉ

A.1 Mô tả

Máy đo gồm các bộ phận chính : Con lắc được đặt trên một đế giữ; hai bộ kẹp, một được gắn vào thân máy, một được gắn trên con lắc. Bề mặt kẹp có kích thước tối thiểu là 25mm chiều rộng và 15mm chiều sâu. Con lắc có thể dao động tự do theo phương nằm ngang.

Ở vị trí ban đầu khoảng cách giữa hai bộ kẹp là 2,8mm ± 0,3mm.

Chú thích : Có một số máy đo không quy định phải theo phụ lục này.

Khoảng đo của máy:

 

A.2 Hiệu chỉnh máy đo

Kiểm tra máy đo theo trình tự sau :

1- Kiểm tra hướng của con lắc.

2- Kiểm tra khoảng cách giữa hai bộ kẹp, ở vị trí ban đầu chúng phải thẳng hàng nhau.

3- Bảo đảm kim lực tác dụng không bị hư hỏng.

4- Kiểm tra dao cắt. Dao phải nằm chính giữa và thẳng góc với đỉnh của hai bộ kẹp. Kiểm tra khoảng cắt của dao để bảo đảm có đường xé như điều A.2.6.

5- Với máy đo có gắn máy tính, kiểm tra theo đúng hướng dẫn của nhà sản xuất.

A.2.1 Đặt máy đo

Theo hưo61ng dẫn của nhà sản xuất

A.2.2 Chỉnh kim chỉ lực tác dụng về vị trí 0

Với máy giá trị đo được chỉ trên màn hình thì sự hiệu chỉnh theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

A.2.3 Kiểm tra ma sát của con lắc

Theo hướng dẫn trong từng máy đo dử dụng.

A.2.4 Kiểm tra ma sát của kim chỉ lực tác dụng

Theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

A.2.5 Kiểm tra chiều dài xé

Chiều dài thực xé phải đảm bảo là 43,0mm ± 0,5mm. Nếu chiều dài thực xé không đạt thì điều chỉnh lại vị trí của dao cắt.

Hình 1 – Máy đo độ bền xé dạng Elmendorf

 

a- ổ trục ; b- kim chỉ lực ; c-điểm dừng của kim ; d- điều chỉnh điểm dừng của kim ; e-chốt con lắc ; f- chỉ số mốc trên con lắc ; g- đế chỉ số mốc ; h- kẹp cố định ; i- kẹp trên con lắc ; j- vít điều chỉnh bộ phận chốt con lắc ; k- vít chỉnh vị trí dừng của kim ; l- hốc để gắn vật có khối lượng chuẩn.

PHỤ LỤC B
(Quy định)

HIỆU CHUẨN MÁY ĐO

B.1 Hiệu chuẩn máy đo bằng các vật có khối lượng chuẩn

Hoạt động của máy có thể được kiểm tra bằng cách đo hoạt động của con lắc theo các vật có khối lượng chuẩn được gắn vào máy, (trên một số máy đo có sẵn các hốc để gắn các vật chuẩn).

Chỉ số trên thang đo được so sánh với kết quả tính từ các phép đo được thực hiện khi gắn các vật có khối lượng chuẩn vào máy.

Vị trí trọng tâm của vật gắn vào máy đo đã được xác định trước.

Đặt máy ở vị trí kiểm tra như hướng dẫn trong phụ lục A. Gắn vật có khối lượng chuẩn vào đúng vị trí, cho máy đo hoạt động với bộ kẹp được vặn chặt và không có mẫu, xác định chỉ số trên thang đo, độ cao của trọng tâm vật gắn vào máy trên bề mặt mốc nằm ngang tương ứng với chỉ số trên thang đo.

Tính sự chính xác của đơn vị trên thang đo Y, theo một trong các công thức dưới đây :

a- Máy có chỉ số thang đo là gam lực, G.

b- Máy có chỉ số thang đo là miliniu tơn, mN.

trong đó :

Y là độ chính xác của đơn vị trên thang đo;

m là khối lượng của vật chuẩn dùng để kiểm tra, tính bằng ki lô gam;

h là độ cao tính bằng mét của trọng tâm vật có khối lượng chuẩn gắn vào máy trên đường mốc nằm ngang khi con lắc ở vị trí cho giá trị Y trên thang đo;

H là độ cao tính bằng mét của trọng tâm vật có khối lượng chuẩn gắn vào máy trên đường mốc nằm ngang khi con lắc ở vị trí ban đầu;

P là hệ số con lắc (xem điều 10);

Dùng các vật có khối lượng chuẩn khác để kiểm tra và lập độ thị của (h – H) theo các chỉ số đọc được.

Các giá trị tính toán và đọc được trên thang đo phải nằm trong khoảng ± 1%. Nếu các giá trị không nằm trong các khoảng đó thì phải sửa lại máy đo.

Với các máy giá trị đo hiện số điện tử, thì hiệu chuẩn theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

B.2 Phương pháp khác

Với một số máy đo độ bền xé việc hiệu chuẩn được tiến hành như sau:

Đặt máy đo và kiểm tra như phụ lục A. Để con lắc ở vị trí ban đầu, kẹp vật có khối lượng chuẩn vào vị trí kẹp mẫu. Cho máy hoạt động và xác định chỉ số trên thang đo. Lặp lại với các vật có khối lượng chuẩn khác. Các chỉ số đọc được trên thang đo không được khác với giá trị của vật dùng để kiểm tra trong khoảng ± 1% ./.