Sprawozdanie

TOWAROZNASTWO

Sprawozdanie z ćwiczenie numer 6

Opakowania papierowe, ocena jakości i klasyfikacja wytworów papierniczych

Aleksandra Łukaszewska

Sylwia Moskal

Paulina Marchewka

Piotr Mickiewicz

grupa laboratoryjna nr 1

06 XI 2013 godz. 7⁴⁵

studia stacjonarne

Prowadzący : mgr inż. Elwira Tymoszuk

Wstęp teoretyczny

Papier to spilśniona na sicie masa włóknista pochodzenia organicznego o gramaturze od 28 do 200 g/m². Wytwarzany poprzez ułożenie na sicie włókien. Papier jest wytwarzany w formie arkuszy lub wstęgi nawijanej w zwoje. Po uformowaniu masy na sicie jest odwadniany, prasowany, suszony i gładzony w podzielonych etapach ciągłego procesu wytwarzania.

Używane są zwykle włókna organiczne: z celulozy, włókno ścieru drzewnego – otrzymywane poprzez starcie i zmielenie bali sosnowych w procesie rozwłókniania mechanicznego. Czasem stosowany jest proces rozwłókniania chemicznego i mają zastosowanie inne włókna roślinne (słoma, trzcina, bawełna, len, konopie, bambus).

Oprócz włókien organicznych w skład papieru wchodzą substancje niewłókniste – wypełniacze organiczne: np. skrobia ziemniaczana i wypełniacze nieorganiczne – mineralne: kaolin, talk, gips, kreda oraz niekiedy substancje chemiczne typu hydrosulfit oraz barwniki. Wypełniacze poprawiają właściwości papieru (gładkość, samozerwalność, nieprzezroczystość, białość, odcień)

Papier – klasyfikacja handlowa

1. WF – papier bezdrzewny, podłoże bezdrzewne

2. papier gazetowy standardowy

3. papier gazetowy ulepszony 

4. S.C. B, S.C. A, S.C. A+ – papiery superkalandrowane, niepowlekane, na bazie ścieru drzewnego 

5. MF – papier maszynowo wykańczany, niepowlekany

6. LWU – papier niskogramaturowy niepowlekany

7. MFC – papier maszynowo wykańczany

8. FCO – papier powlekany cienką warstewką mieszanki powlekającej

9. LWC – papier niskogramaturowy powlekany

10. ULWC – papier LWC o niskiej gramaturze

11. MWC – papier średniogramaturowy powlekany

12. HWC – papier wysokogramaturowy powlekany¹

Produkcja

Papier wytwarza się na maszynie papierniczej z odpowiednio przygotowanej zawiesiny włókien głównie roślinnych, w wodzie. Jeśli zawiesina zawiera włókna surowe, to ulegają one flokulacji przed procesem formowania na sicie. Z takich włókien otrzymuje się słaby papier o brzydkim i nieregularnym przezroczu. W celu polepszenia właściwości papieru włókna poddaje się procesowi skracania miażdżenia lub dodaje się substancje zapobiegające flokulacji. Właściwą strukturę i wytrzymałość uzyskuje papier z właściwie spilśnionych włókien. Jeśli papier jest wytwarzany z kilku półproduktów włóknistych, to dozuje się je, przed lub po ich zmieleniu, w odpowiednich proporcjach. Do tak skomponowanej masy dodaje się także różne dodatki organiczne i mineralne, tak zwane dodatki masowe. Oczyszczona i przesortowana masa jest podawana ciągłym strumieniem na sito maszyny papierniczej, gdzie ulega częściowemu odwodnieniu. Po zejściu z sita wstęga papieru, za pomocą filców, zostaje wprowadzona do sekcji prasowej gdzie następuje dalsze odwadnianie wstęgi. Usunięcie reszty wody odbywa się w części suszącej maszyny składającej się z cylindrów suszących i/lub cylindra połyskowego. Następnie papier poddaje się gładzeniu na gładziarce oraz zaklejaniu powierzchniowemu dyspersją skrobiową w prasie klejarskiej. W końcowym etapie wstęga zostaje chłodzona na cylindrach chłodzących i nawiana na nawijarce.²

Cel ćwiczenia

Pomiar gramatury oraz przesiąkliwości papieru, na podstawie wyników klasyfikacja do odpowiedniego rodzaju wytworu papierniczego oraz ocena jakościowa

Zadanie 1 Obliczanie gramatury

Przy obliczeniu gramatury używaliśmy wagi analitycznej, która wynik podawała z dokładnością do czwartego miejsca po przecinku oraz czterech próbek o powierzchni 10 cm² wyciętych wycinakiem kołowym. Po zważeniu próbek obliczyliśmy gramaturę każdej z nich dzieląc masę przez powierzchnię wyrażoną w gramach i metrach kwadratowych.

10cm² = 0,001m²

G₁= 0,0593g * 0,001m² = 59,3 g/m²

G₂ = 0,0604 * 0,001m² = 60,4 g/m²

G₃ = 0,0607 * 0,001m² = 60,7 g/m²

G₄ = 0,0615 * 0,001m² = 61,5 g/m²

Zadanie 2 Obliczanie średniej gramatury

$$\overline{x} = \frac{1}{n}\ \sum_{i = 1}^{n}x_{i}$$

$\overline{x} = \frac{1}{4}\text{\ \ }\left( 59,3 + 60,4 + 60,7 + 61,5 \right)\frac{g}{m^{2}}$ = $\frac{1}{4}*241,9\ \frac{g}{m^{2}}$ = 60,475 $\frac{g}{m^{2}}$

Zadanie 3 Obliczanie pozornego błędu bezwzględnego gramatury

|x_p| = $x_{1} - \ \overset{\overline{}}{x}$

$$\left| x_{p1} \right| = \left( 59,3\ - 60,475 \right)\frac{g}{m^{2}} = 1,175\ \frac{g}{m^{2}}$$

|x_p2| = $\left( 60,4\ - 60,475 \right)\frac{g}{m^{2}} = \ $0,075 $\frac{g}{m^{2}}$

|x_p3| = $\left( 60,7\ - 60,475 \right)\frac{g}{m^{2}} =$ 0,225 $\frac{g}{m^{2}}$

|x_p4| = $\left( 61,5\ - 60,475 \right)\frac{g}{m^{2}} =$ 1,025 $\frac{g}{m^{2}}$

$$\overset{\overline{}}{\left| x_{p} \right|} = \ \frac{1}{4}\left( 1,175 + 0,075 + 0,225 + 1,025 \right)\frac{g}{m^{2}} = 0,625\frac{g}{m^{2}}$$

Zadanie 4 Obliczenie pozornego błędu względnego gramatury

$$\delta_{p} = \ \frac{\left| x_{p} \right|}{\overset{\overline{}}{x}}*100\%$$

$$\delta_{p1} = \ \frac{\left| 1,175\ \frac{g}{m^{2}} \right|}{60,475\frac{g}{m^{2}}}*100\% = 1,86\%$$

$$\delta_{p2} = \ \frac{\left| 0,075\ \frac{g}{m^{2}} \right|}{\overset{\overline{}}{60,475\frac{g}{m^{2}}}}*100\% = 0,12\%$$

$$\delta_{p3} = \ \frac{\left| 0,225\ \frac{g}{m^{2}} \right|}{\overset{\overline{}}{60,475\frac{g}{m^{2}}}}*100\% = 0,37\%$$

$$\delta_{p4} = \ \frac{\left| 1,025\ \frac{g}{m^{2}} \right|}{\overset{\overline{}}{60,475\frac{g}{m^{2}}}}*100\% = 1,69\%$$

$$\overset{\overline{}}{\delta_{p}} = \frac{1}{4}\left( 1,86\% + 0,12\% + 0,37\% + 1,69\% \right) = 1,01\ \%$$

Zadanie 5 Tabela

ΔLp.	Próbka	Wartość średnia x̄	Pozorny błąd	Średni pozorny błąd
	Masa	Gramatura		Bezwzględny |Δxp|
	[g]	[g/m^2]	[g/m^2]	[g/m^2]
1		59,3	60,475	1, 175
2		60,4		0,075
3		60,7		0,225
4		61,5		1,025

Zadanie 6

Na podstawie zadania 2 ,średnia gramatura naszego wytworu papierniczego wynosi 60,475g/m2 więc mieści się w granicy 30- 165 g/m2, oznacza to, że zaliczamy tę próbkę do papieru.

Zadanie 7

Korzystając z danych z zadania 4, średnia pozornego błędu względnego gramatury wyrażonego w procentach wynosi 1,03%.

Błąd względny poniżej 1% wskazuje równomierne rozmieszczenie faktury papieru, a tym samym dobrą jakość, natomiast błąd w granicach 1,1% - 2,5% określa średnią jakość wyrobu. Nasza próbka mieści się pomiędzy dwoma kryteriami. Jednak po zaokrągleniu wynosi 1% więc możemy ją zaliczyć do wyrobu dobrej jakości.

Zadanie 8

W tym ćwiczeniu wyznaczaliśmy przesiąkliwość badanej próbki papieru. Na samym początku zmierzyliśmy grubość papieru w trzech miejscach za pomocą śruby mikrometrycznej, a następnie umieściliśmy papier na trójnogu i nanosząc strzykawką cztery krople atramentu w trzech różnych miejscach na próbce papieru. Czas mierzyliśmy od momentu naniesienia barwnika na papier do momentu przeniknięcia go na drugą stronę.

Zadanie 9

P₁=129s

P₂=135s

P₃=156s

P₄=204s

P₅=205s

P₆=142s

$$WP = 0,01*\ \frac{t}{d^{2}}$$

$$\text{WP}_{1} = 0,01*\ \frac{129s}{\left( 0,083mm \right)^{2}} \approx 187\frac{s}{\text{mm}^{2}}$$

$$\text{WP}_{2} = 0,01*\ \frac{135s}{\left( 0,083mm \right)^{2}} \approx 196\frac{s}{\text{mm}^{2}}$$

$$\text{WP}_{3} = 0,01*\ \frac{156s}{\left( 0,083mm \right)^{2}} \approx 226\frac{s}{\text{mm}^{2}}$$

$$\text{WP}_{4} = 0,01*\ \frac{204s}{\left( 0,083mm \right)^{2}} \approx 296\frac{s}{\text{mm}^{2}}$$

$$\text{WP}_{5} = 0,01*\ \frac{205s}{\left( 0,083mm \right)^{2}} \approx 298\frac{s}{\text{mm}^{2}}$$

$$\text{WP}_{6} = 0,01*\ \frac{142s}{\left( 0,083mm \right)^{2}} \approx 206\frac{s}{\text{mm}^{2}}$$

Wnioski

W pierwszej części doświadczenia oznaczyliśmy gramaturę papieru. Umożliwiło nam to kwalifikację naszej próbki jako papier. Otrzymany wynik jednoznacznie określał rodzaj papierniczy . Następnie dokonaliśmy obliczeń błędu pomiaru. Wynika on z różnorodnego rozmieszczenia skupisk włókien co widać po rozbieżności w otrzymanych wynikach przesiąkliwości papieru. Na błąd pomiaru wpłynął również brak doświadczenia w wykonywaniu pomiarów osób wykonujących doświadczenie.

---

1. http://pl.wikipedia.org/wiki/Papier↩

2. http://www.sca.com/Global/Publicationpapers/pdf/Brochures/Papermaking_PL.pdf↩