Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Niestabilność reologiczna węglanowych mieszanek powlekających zawierających skrobię modyfikowaną

Stanisławska Anna, Gapiński Artur

Przegląd Papierniczy

|

2023

|

R. 79, nr 2

102--109

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu dodatku skrobi modyfiko-wanej na stabilność reologiczną mieszanek powlekających zawierających węglan wapnia. Wyznaczone zostały krzywe lepkości i krzywe płynięcia z uwzględnieniem czynnika czasu zarówno dla mieszanek, jak i roztworu skrobi modyfikowanej oraz dyspersji węglanu wapnia. Zawartość skrobi modyfikowanej w mieszankach powlekających wpływa na właściwości reologiczne tych mieszanek, zwiększając ich lepkość i naprężenie ścinające. Wykazano, że mimo reostabilnego charakteru roztworu skrobi i dyspersji węglanu wapnia przygotowane mieszanki powlekające okazały się być płynami reoniestabilnymi. Ich lepkość i naprężenie ścinające zmniejszały się przy wydłużeniu czasu ścinania, co świadczy o właściwościach tiksotropowych. Im większy był dodatek skrobi, tym większa była rozpiętość ramion pętli histerezy krzywych płynięcia i lepkości. A zatem, reologiczna niestabilność mieszanek powlekających wzrastała z dodatkiem skrobi.

EN

The rheological properties of coating color affect its flow behavior during technological process. If upon constant shearing, fluid properties do not change with time, the fluid exhibits rheological stability (rheo-stability). On the other hand, a fluid is said to exhibit rheological instability (rheo-instability) if shear time (for a given shearing conditions) affects its flow behavior. The objective of the conducted research was to examine the effect of modified starch on rheological instability of the coating colors. For this purpose, viscosity curves and flow curves were determined considering the time factor. Such experiments enabled to determine time-dependent rheology. Rheological tests were carried out for calcium carbonate-based coating colors with different starch content (1 pph, 2 pph, 5 pph and 10 pph) as well as for the raw materials used for their preparation, i.e. 10% solution of modified starch and 60% calcium carbonate dispersion. During the research, the rotary rheometer Brookfield RVDV - III+ with the Rheocalc V2.3 control software was used. The measurement principle is based on the determination of the torque for a given shear rate or rotational speed. The measuring element (e.g. spindle, coaxial cylinders), immersed in the test fluid, is set in rotation. A viscous liquid resists the measuring element by generating a torque which is a function of the apparent viscosity of the liquid. During the tests, both RV spindles and DIN coaxial cylinders were used, with the rotating inner cylinder and the stationary outer one. Programs in the B.E.A.V.I.S (Brookfield Engineering Advanced Viscometer Instruction Set) programming language were developed to control the rheometer and collect measurement results. This enabled the experiments to be performed automatically. In order to examine the influence of shear time on the flow and viscosity curves, measurements were made at time intervals of 10, 30 and 60 seconds (the measurement was carried out after 10, 30 or 60 s from the moment of changing the shear conditions, i.e. shear rate or rotational speed). The effect of time on viscosity for constant shear conditions was also investigated. Measurements were made within 4 minutes, and data were collected every 2 seconds. Time factor studies enabled to research rheo-stability and/or rheo-instability (time-dependent rheology). For all tested properties, at least 7 measurements were carried out, and the coefficients of variation did not exceed 4.75%. The starch solution exhibited rheo-stable shear-thinning behavior, whereas calcium carbonate dispersion was a rheo-stable shear thickening fluid. This means that the rheological properties of these liquids depended on shear field but did not depend on shear time (for a given shearing conditions). The content of modified starch in coating colors affects the rheological properties of these liquids, increasing their viscosity and shear stress. It was found that despite the rheo-stable character of both the starch solution and the calcium carbonate dispersion, the prepared coating colors were rheologically unstable as they exhibited time-dependent flow behavior. The viscosity of the coating colors decreased not only with the increase in rotational speed, but also with the increase in shear time. The decrease in their viscosity and shear stress with increasing shear time proves that the tested coating colors exhibited rheo-unstable thixotropic flow behaviors. Additionally, the higher the addition of starch was, the wider was the span of the hysteresis loop arms for both the flow and viscosity curves. Thus, the rheological instability increased with increasing starch content.

2

Nowa metoda charakterystyki komponentów tektury falistej pod kątem ich odporności na przepuklenie i zdolności do pochłaniania energii przepuklenia

Olejnik Konrad, Stanisławska Anna, Troszczyńska Kinga

Przegląd Papierniczy

|

2021

|

R. 77, nr 7

388--394

PL

Celem prezentowanej pracy było zbadanie ogólnej przydatności parametru pochłaniania energii przepuklenia BEA (Bursting Energy Absorption) do analizy właściwości wytrzymałościowych papieru. Stwierdzono, że wyższa gramatura papieru nie zawsze oznacza jego wyższą wytrzymałość na przepuklenie. Stwierdzono także, że zależność między maksymalną wartością ciśnienia przepuklajacego a pochłanianiem energii przepuklenia (BEA) jest liniowa dla danego rodzaju papieru, ale różni się znacznie w zależności od gatunku papieru. Zaproponowano metodę, która pozwala dokładniej scharakteryzować odporność papieru na przepuklenie (BR – Bursting Resistance). BR jest opisany trzema następującymi parametrami: wartością średnią maksymalnego ciśnienia przepuklającego, wartością średnią pochłaniania energii przepuklenia (BEA) oraz współczynnikiem kierunkowym prostej opisującej zależność pomiędzy wartością BEA i maksymalnym ciśnieniem przepuklającym. Metoda ta pozwala na uzyskanie lepszego opisu zachowania papieru poddanego działaniu niepunktowej siły prostopadłej do powierzchni.

EN

The aim of the presented study was to investigate the overall usefulness of the Bursting Energy Absorption (BEA) for a better analysis of paper strength properties. It was found that higher basis weight of the paper does not always correspond to the higher bursting resistance. The correlation between Bursting Energy Absorption (BEA) and bursting strength is linear but the proportionality strongly depends on paper grade. A method to characterize more accurately the bursting resistance (BR) of paper is therefore proposed. BR parameter is described by the three following parameters: average bursting strength average bursting energy absorption and the slope of the fitted linear regression line (relationship between the bursting energy absorption and the bursting strength). This method reveals new mechanical behaviors of papers.

3

Badanie relaksacji i pełzania wybranych papierów pakowych

Szmidt Karolina, Stanisławska Anna

Przegląd Papierniczy

|

2021

|

R. 77, nr 12

661--667

PL

Celem pracy było opracowanie metody testowej umożliwiającej badanie pełzania i relaksacji naprężeń oraz zastosowanie tej metody do oceny właściwości reologicznych papierów pakowych. Wyznaczono zależność reologiczną obciążenie-odkształcenie, a także obciążenie zrywające i wydłużenie w momencie zerwania. Podczas badań relaksacji naprężeń i pełzania, zadane odkształcenia i obciążenia stanowiły 60% tych wartości dla granicy wytrzymałości danego materiału. Dla wszystkich przebadanych papierów relaksacja naprężeń była wyższa dla kierunku maszynowego (MD), a pełzanie było na ogół większe dla kierunku poprzecznego (CD). Najwyższą relaksacją naprężeń charakteryzował się liner-MD, a najniższą – clupak-CD. Z kolei najwyższe pełzanie zaobserwowano dla papieru clupak-CD, a najniższe dla papieru natron-MD. Najmniejszą anizotropię relaksacji naprężeń i pełzania zaobserwowano dla papieru clupak. Uzyskane wyniki pozwoliły na przeprowadzenie analizy zachowania się wybranych papierów pakowych podczas wystawienia ich na działanie obciążeń nieniszczących.

EN

The objective of the presented work was to develop a test method that enables the study of creep and stress relaxation and the use of this method to assess the rheological properties of packaging papers. The rheological dependence load – elongation, breaking load and elongation at break were determined. During the stress relaxation and creep experiments, the set elongation and load were equal to 60% of these values at break. For all tested papers, the stress relaxation was higher for the machine direction (MD), and the creep was generally greater for the cross direction (CD). The highest stress relaxation was found for the liner-MD, and the lowest – for the clupack-CD. The highest creep was observed for clupak-CD paper, and the lowest for natron-MD paper. The lowest anisotropy of stress relaxation and creep was for the clupack paper. The applied method made it possible to analyze the behavior of selected packaging papers when subjected to non-destructive loads.