خصوصیات فیزیکی کاغذ

ریم (یک بسته کاغذ)

ریم به تعداد مشخصی از کاغذ یا مقوا گفته می شود که معمولا تعداد آن 500 عدد و با ابعاد مشخص است. به عنوان مثال یک ریم 24×36×500 به معنای 500 برگه با مساحت 24 در 36 برای هر برگه و مساحت کل برگه ها 3000 ft²  است. از اندازه های دیگر ریم می­توان 1000 ft² را برای مقوا نام برد. استاندارد TAPPI برای ریم 1 متر مربع کاغذ یا مقوا است.

وزن پایه، گرماژ (واحد وزن کاغذ)

وزن کاغذ در هر ریم که برمبنای خشک شده با هوا محاسبه می­شود (حدود 6 تا 10 درصد رطوبت، با استاندارد 9 درصد) به عنوان وزن پایه شناخته می­شود. برای مثال وزن هر ریم کاغذ پرینت (24×36×500) 20 پوند است. وزن کاغذ روزنامه 49 gsm (g/m² واحد استاندارد TAPPI) است. و یک درجه سبکتر آن 26 پوند در هر 1000 ft² است. وزن پایه یا مستقیما در طول فرآیند تولید کاغذ توسط b-ray اندازه گیری می­شود، یا خارج از فرآیند تولید کاغذ با وزن کردن یک قطعه کاغذ توسط یک ترازو با استاندارد TAPPI T410 که شامل جدول اندازه های ریم با ضرایب تبدیلشان است اندازه گیری می شود. برای افزایش سرعت، درستی و دقت بجای ترازوهای مکانیکی باید از ترازوهای الکترونیکی استفاده شود. شکل 2.5 ترازوهای مکانیکی و الکترونیکی را برای اندازه گیری وزن پایه نشان می ­دهد. برای تعیین وزن پایه باید نمونه را تحت شرایط استاندارد (24 درجه سانتی گراد یا 75 درجه فارنهایت با RH 50 درصد) به حالت تعادل درآورد. حداقل تعداد نمونه کاغذها باید 10 ورق باشد و مساحت کل آنها بیشتر از 600 سانتی متر مربع (100 اینچ مربع) نباشد. از آنجایی که خصوصیات کاغذ تحت رطوبت تغییر میکند، تمام تست ها باید در شرایط استاندارد انجام شوند. شکل 2.5 وزن پایه­ ی را در ترازوی مکانیکی (سمت چپ) و ترازوی الکترونیکی (سمت راست) نشان می­دهد.

جدول 2.3 خصوصیات کاغذ به عنوان تابعی از RH در 70 درجه فارنهایت (IPC, 1937)

ادامه ­ی جدول

نمونه های کاغذ مجاز هستند در هر رطوبت نسبی به تعادل برسند.

Relative humidity: رطوبت نسبی

جدول 2.4 استحکام تا شوندگی کاغذ

واحدهای شوپر، نیاز به دو برابر تاشوندگی برای کاهش استحکام در برابر شکست نوارهای 15 میلیمتر به 1 kgf. (کارسون 1944)

کولیس

ضخامت نامی کاغذ به عنوان کولیس آن شناخته می شود. کولیس در کارخانه ها برای اندازه گیری فواصل نقاط کاغذ یا مقوا استفاده می­شود، این فاصله برای هر دوی آنها 0.001 اینچ است. واحد متریک میلیمتر است. کولیس کاغذ توسط میکرومتر دایره­ای با قطر 16 میلیمتر (0.63 اینچ) اندازه گیری می­شود که در استاندارد T411 TAPPI شرح داده شده است. شکل 2.6 دو نمونه میکرومتر را برای اندازه گیری کولیس کاغذ نشان می دهد.

­­شکل 2.5 ترازوی مکانیکی (چپ) و الکتورنیکی (راست)

شکل 2.6 کولیس های مکانیکی (چپ) و الکترونیکی (راست) برای کاغذ

تراکم، توده

چگالی یا وزن مخصوص کاغذ از وزن پایه و کولیس محاسبه می شود و امکان دارد تفاوت زیادی داشته باشند. چگالی یک ورق جرم آن در هر واحد حجم است که به آن چگالی ظاهری نیز گفته می­شود. چگالی معمولا به صورت g/cm³ بیان می­شود. چگالی کاغذ اغلب بین 0.5 تا 0.8 g/cm³ است. برای مقایسه، مواد دیواره سلولی دارای چگالی 1.5 g/cm³ هستند، و به این معنی است که اکثر کاغذها حجم زیادی ازفضای هوا را دارند. چگالی نشان دهنده­ی مقدار نسبی هوا در کاغذ است که به سهم خود بر خصوصیات بصری و استحکام کاغذ نقش دارد. چگالی از وزن پایه و کولیس کاغذ مطابق رابطه­ی زیر محاسبه می شود:

صافی و همواری

صافی معیاری برای اندازه گیری سطح کاغذ است. صافی توسط روش Bekk با استاندارد TAPPI T479 با محاسبه­ی زمان برای جذب 10 میلی لیتر هوا به صورت شعاعی بر روی سطح کاغذ اندازه­گیری می­شود. شکل 2.7 این دستکاه را نشان می­دهد.

شکل 2.7 صافی توسط روش Bekk

شکل 2.8 تراکم سنج گورلی، مکانیکی (چپ) و الکترونیکی (راست)

هوا از طریق چهار سوراخ کوچک در داخل حلقه­ی درونی وارد می­شود. هوا از طریق حلقه­ی اول خارج می­شود و در حلقه­ی دوم گیر می­کند، و سپس به سمت یکی از کنتورهای جریان منحرف می­شود. هرچه صافی کاغذ کمتر باشد هوا سریعتر از طریق حلقه­ ی داخلی عبور می­کند.

روکش براق

کاغذهایی که روکش براق دارند سطح بسیار صافی دارند، همچنین بازتاب نور بیشتری هم دارند. اندازه گیری این براقی توسط استاندارد TAPPI T480، 75 درجه است. این مقدار برای کاغذهای لاک زده شده، واکس زده شده و جلا اده شده باید 20 درجه باشد (طبق استاندارد استاندارد TAPPI T480).