شقی سنج کاغذو مقوا

کاغذ از زمان اختراع آن تا به امروز قابل اعتمادترین وسیله انتقال اندیشه بشر بوده‌است و نقش مهمی در جمع‌آوری و ذخیره اطلاعات و دانش بشر که نتیجه‌ای از تجربیات و تفکرات اوست دارد و از این رو با پیدایش مرکب و صنعت چاپ و مواد رنگ دار این اندیشه بشری با ابزار نوین درآمیخت و به صورت یک پدیدهٔ مهم، امروزه با آن برخورد می‌گردد.

کاغذ، به ماده‌ای گفته می‌شود که از خمیر کتان یا پنبه یا کنف یا چوب یا ضایعات کشاورزی یا بعضی گیاهان مثل بامبو و… ساخته شود و به کار نوشتن آید و در اصطلاح علمی عبارت است از تراکم الیاف سلولزی که به‌طور نامنظم داخل یکدیگر شده و در نتیجه تشکیل یک مادهٔ فشرده را می‌دهد که در ابعاد و اوزان مختلف بدست می‌آید.

خمیر کاغذ بیشتر از چوب سوزنی برگان ساخته می‌شود (به دلیل داشتن الیاف طولانی‌تر)

مصرف کاغذ با اختراع آن همراه بوده‌است که گفته می‌شود مصریان پیشقدم در این اختراع بوده‌اند و واژه ی (paper)  از نام درختی به نام (پاپیروس) گرفته شده که مصریان از این درخت کاغذ میساختند و از بسیاری جهات نشانگر سطح رشد علمی و فرهنگی جامعه می‌باشد. با پیشرفت اطلاعات و معلومات بشر از دانش رنگ، کاغذهای رنگی برای جلب توجه و زیبایی و مقوا و کارتن‌های رنگ آمیزی شده برای بسته‌بندی و بالاخره جعبه‌های شیرینی و شکلات برای مصرف خانگی و نظایر این‌ها همه دلیل بر دانش برتر و استفاده بشر از این صنعت و اختراع است که روز به روز رو به توسعه و تکامل می‌باشد و در تاریخ از آن یاد شده‌است.

اثر عوامل محیطی بر روی کاغذ و مقوا:

رطوبت: با توجه به این که مقوا و کاغذ از الیاف چوبی تهیه شده اند و با توجه به خاصیت جذب آب چوب، بسته های ساخته شده از کاغذ و مقوا به مرور زمان رطوبت نسبی محیط را جذب نموده و با محیط اطراف به حالت تعادل در می آیند. در صورت عدم استفاده از آهار و مواد افزودنی ضد رطوبت، الیاف رطوبت را به خود جذب می نمایند. همچنین پیوند میان الیاف سست تر می شود. در رطوبت های بسیار بالا الیاف و لایه های کاغذ و مقوا از هم جدا و متلاشی می شوند. رطوبت، مهم ترین عامل محیطی مخرب مقوا، کاغذ معمولی و فاقد آهار به شمار می رود.

دما: سبب خشک تر شدن الیاف می شود و اثر چندانی بر چسب و مقاومت کاغذ و مقوای کارتن ندارد (غیر از چسب های ترموپلاستیک). ولی دمای بالا ممکن است سبب تغییر رنگ، قوس برداشتن مقوا، سوختن و به همراه رطوبت منجر به رشد عوامل بیولوژیکی و مخرب شود.

نور: نور اگر سبب افزایش دما نشود، به تنهایی اثر چندانی روی کاغذ و مقوا نداشته و فقط ممکن است سبب تغییر رنگ ظاهری، سطحی و کم رنگ شدن علایم و تبلیغات چاپی روی آن ها شود. در صورت استفاده از چسب، نور سبب ضعیف شدن بعضی از اتصال ها نیز می شود.

گرد و غبار: ممکن است سبب سست شدن چسب های بین لایه ها و فرسایش سطحی کاغذ و مقوا شود، ولی به طور کلی اثر قابل توجهی بر آن ها نمیگذارد.

عوامل بیولوژیک و مخرب: شامل باکتری ها، کپک ها، حشرات و جوندگان هستند که باید از کاغذ در برابر آن ها حفاظت شود.

اسیدها و بازها: کلیه ی اسیدهای غلیظ قوی مثل اسید سولفوریک، اسید کلریدریک و ... بر کاغذ و مقوا موثر می باشند. اسیدهای ظعیف و رقیق نظیر اسید استیک و اسید فرمیک اثر کم تری دارند. این اثر بیش تر روی مقوا و کاغذهای بدون پوشش و یا کاغذ و مقواهایی که آهار چندانی ندارند مشهود است. قلیایی ها نیز با غلظت بالای 17% بر کاغذ و مقوا اثر می گذارند.

روغن ها و مواد چرب: از مقاومت کاغذ می کاهند و استحکام اولیه ی آن ها را کاهش می دهند (مگرآن که به صورت مقاوم به چربی تهیه شده باشند یا با مواد دیگر پوشش یا لمینت گردیده باشند). 

شقی سنجی مقوا

این دستگاه تست مقوا و ورق یکی از پرکاربرد ترین تست ها است. کار این دستگاه تعیین میزان مقاومت ورق در برابر هر گونه خم شدن یا ایجاد شق روی برگه است که با استفاده از روشی با نام Taber انجام می شود.

به لحاظ دامنه وسیع کاربرد مقوا در صنعت بسته بندی، استحکام آن جهت حفظ مظروف از مهمترین خواص کیفی این کالای نیمه منعطف محسوب میگردد. در همین راستا استانداردهای متنوعی در کشورمان به منظور تعیین کیفیت بسته بندی های مقوا تدوین شده اند که عمده ترین آنها عبارتند از کمینه شقی مقوا با زاویه خمش 15 درجه ،‌کمینه مقاومت به ترکیدن ، جرم پایه مقوا و ...

از میان همه ویژگیهای مکانیکی مقوا، شقّی کاغذ و مقوا  (Bending Stiffness)  از اهمیت بالایی برخوردار است که سنجش آن نیز از طریق شیوه های مختلفی قابل انجام است.

در خصوص کاغذ و مقوا های 50 تا 150 گرم/مترمربع، دامنه تغییر این شاخص بسیار متغیر است و همین امر سبب شده دستگاه ها و روشهای متعددی به منظور کمّی کردن این ویژگی طراحی گردند.

به طور کلی اهمیت این شاخص مربوط به کاربرد نهایی محصول است. چراکه در خصوص پاره ای از کاربردها از جمله انباشتن جعبه ها ، بسته ها روی هم ، حرکت پذیری مقوا در دستگاه چاپ و برخی عملیات کانوِرت کردن، این شاخص میبایست در بازه ی مشخصی باشد.

به عنوان مثال حرکت روان جعبه/کارتن ها روی دستگاه هنگام عملیاتی چون ساختن جعبه پرکردن و بستن آن بستگی به این مشخصۀ مقوا دارد.

در واقع stiffness عامل استحکام جعبه است که از خم شدن (به عبارتی شکم دادن) جعبه هنگام انباشتن آنها روی هم جلوگیری میکند.

 افزایش تعداد بسته های روي هم موجب وارد شدن فشار مضاعف به بسته هاي زیرین و افت کیفیت می گردد.

 این امر بخصوص در مورد جعبه های حاوی موادی از قبیل پودر، غلات، چای که محتویات آنها نسبتأ سنگین است و درون جعبه تکان میخورند بیشتر اهمیت دارد.

با فرض رعایت حداکثر تعداد مجاز چیدن بسته ها (بسته به وزن محصولات) برروي  یکدیگر ،هرچه stiffness مقوا بالاتر باشد احتمال تغییر شکل دادن بسته ها و حتی آسیب محتویات بسته کاهش می یابد.

البته استحکام جعبه علاوه بر شاخص stiffness به رعایت اصول فنی هنگام چاپ نیز بستگی دارد که از آن جمله میتوان به رعایت Long Grain یا Short Grain بودن مقوا یا همان خواب/راه مقوا اشاره کرد.به هنگام چاپ باید مقوا طوري به ماشین خورانده شود که راه آن موازي محورسیلندر باشد.درواقع توجه به این مشخصه هنگام چاپ استحکام بسته نهایی را به حداکثر میرساند.

در واقع مقاومت Bending stiffness قطعه ای از کاغذ یا مقوا در مقابل خم شدن تعریف میشود.

 دو طریق معمول برای اندازه گیری میزان شقّی کاغذ یا مقوا بکار میرود که عبارتند از خم (منحرف) کردن کاغذ با نیرویی مشخص واندازه گیری نیروی وارده و یا وارد کردن نیرویی معین و اندازه گیری انحراف زاویه ای کاغذ یا مقوا.

سه روش اعمال نیرو  نیز میتواند در نظر گرفته شود :

 نیروی اعمال شده در دو نقطه  (Two- Point)برای ضخامتهای کم مناسب بوده و اعمال نیرو در سه نقطه  (three – point)یا چهار نقطه (four-point) برای ضخامتهای بالا توصیه میگردد. به عنوان مثال در خصوص ورقهای کارتن تنها باید از روش چهار نقطه استفاده گردد.

در صورت انتخاب زاویۀ خمش 5 درجه، دستگاه باید درحالت mNm قرار گیرد اما در صورت نیاز به انتخاب زاویه خمش ها و طول های مختلف، میبایست ابتدا مقدار نیروی اعمال شده ثبت شود وسپس طبق فرمول مشخصی، میزان شقّی  (stiffness)محاسبه گردد.

در یک الاستیسیته ثابت، هرچه ضخامت کاغذ بالاتر باشد میزان شقّی کاغذ نیز بالاتر است. بنابراین به منظور درستی نتایج فوق، شرط ثابت بودن ضخامت در نظرگرفته میشود.

نتیجه

با توجه به کلیه مطالب عنوان شده، اینگونه نتیجه گیری میشود که شاخص stiffness در خصوص مقوا ، یک شاخص کاملا فنی است که با روشهای ساده (مانند تکان دادن مقوا و لمس آن ) قابل سنجش نیست و به این منظور به روشها و ابزارهای ویژه ای نیاز است که باید در کارخانه تولید کننده یا آزمایشگاه های ویژه تعیین گردد. برای آگاهی از این مشخصه مکانیکی کاغذ / مقوا میتوان به برگه مشخصات فنی محصول مراجعه کرد.