종이 이야기2 – 종이의 강도 – 인장강도 내절도 내부결합강도 IB 인열강도 스티프니스 Stiffness(23년 5월)

안녕하세요 오늘은 종이의 중요한 특성중 하나인 강도에 대해 알아보려 합니다.

인장강도 혹은 파열강도 등이 낮으면 우리가 쓰는 종이가방이 찢어지거나 할 수 있어 중요한 특성이라고 할 수 있습니다.

종이의 강도로 가장 많이 언급되는 것이 인장강도, 내절도, 인열강도 내부결합강도 등이 있죠?

오늘은 각 강도의 개념과 단위등에 대해 알아보려합니다. 그럼 시작해 볼까요?

1. 인장 강도 및 신장률

1) 단위: kN/m,(인장강도), %(신장률)

2) 개념 및 측정 원리

• 인장 강도: 종이를 당기는 힘에 견디는 정도로 종이가 끊어질 때까지 당겨 작용하는 최대 힘을 측정.
• 신장률: 종이를 당겼을 때 늘어나는 비율을 측정하는 것으로 종이를 당겨 끊어지기 전까지의 길이 비율을 측정

3) 측정 기기 사용법

1. 샘플 제작기를 이용하여 시편을 각 방향(MD, CD)당 2개씩 제작(너비 15mm, 길이 240mm 이상, 길이 방향 MD, CD 기준)
2. 측정기 클램프 끝에 맞추어 시편 삽입하여 측정

4) 기준 장치: L&W Tensile Tester

2. 내절도(Folding Endurance)

1) 단위: 회

2) 개념 및 측정 원리: 일정한 인장력하에서 종이가 절단될 때까지 시편을 앞뒤로 접는 횟수

3) 측정 기기 사용법

1. 샘플 제작기를 이용하여 시편 각 방향(MD, CD)당 2개씩 제작(너비 15mm, 길이 230mm 이상, 길이 방향 MD, CD 기준)
2. 시편을 위 클램프에 고정하고 장력 10N 설정
3. 아래 클램프 고정 후 장력을 가하여 측정

4) 기준 장치: 내절도 측정기(Folding Endurance Tester)

3. 내부 결합 강도(IB, Internal Bonding)

1) 단위: J/m²

2) 개념 및 측정 원리

• 개념: 내부 결합 강도로 섬유간의 수소결합 강도를 측정
• 측정 원리: 정해진 속도와 무게로 추를 떨어뜨려 알루미늄 압판에 충격을 가하여 추의 운동 변화를 측정

3) 측정 기기 사용법

1. 2.54cm(1인치) ×15cm(CD 방향) 크기의 시편 제작
2. 알루미늄 압판에에 맞추어 테이프 – 시편 – 테이프 순으로 부착 후 알루미늄 압판을 부착
3. 10초간 200psi로 압력을 가한 후 칼로 시편 분리(총 5개)
4. 각 시편 측정기에 고정 하여 측정

4) 기준 장치: IBP – 5 M, INTERNAL BOND TESTER

4. 인열강도(Tear Strength)

1) 단위: gf(gram-force)

2) 개념 및 측정원리

• 개념: 종이 찢어짐이 시작된 후부터 일정한 길이를 찢는데 소비된 일량
• 측정 원리: 종이를 2cm 절단한 후 원판의 자유낙하에 의해 시편이 원판의 원주에 따라 회전하며 회전각을 통해 소비된 일량을 측정

3) 측정기기 사용법

1. MD, CD 각 방향당 8장의 시료(6.3cm X 6.3cm) 준비
2. (2) 샘플을 클램프에 고정(Clamp)
3. (3) 샘플 약 2cm 절단 후 측정(Pend)

4) 기준 장치: L&W Tearing Tester

5. 스티프니스(Stiffness, 고시)

1) 단위: mgf

2) 개념 및 측정 원리

• 개념: 휨 변성에 대한 저항
• (2) 측정 원리: 시편이 50g 추가 달린 침을 지나면서 침이 시편을 넘어갈 때까지의 침 각을 통해 환산하여 일량을 측정.

3) 측정기기 사용법

1. 2.54cm(1인치) × 5.08cm(2인치)크기로 MD, CD 방향별(1인치 길이 방향 기준) 각 1장의 시편 준비
2. 리셋한 후 50g 추를 중앙에 고정
3. 좌측으로 시편이 침과 떨어질 직후까지 측정하고 추를 중앙에 고정한 뒤 우측으로 같은 방식으로 측정
4. 계산(Scale Reading)

4) 기준 장치: Bending Resistance Tester

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