สมบัติทางเชิงกลพื้นฐาน

     เป็นสมบัติทางเชิงกลที่บ่งบอกถึงพฤติกรรมของกระดาษที่เกิดขึ้นในขณะที่ได้รับแรงดึงซึ่งกระดาษแต่ละชนิดจะมีพฤติกรรมในลักษณะเดียวกันซึ่งสามารถอธิบายได้โดยใช้ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียด( stress-strain plot ) ความเค้นในที่นี้ หมายถึง แรงที่กระทำให้วัตถุเกิดการยึดตัว ยกตัวอย่างเช่น แขวนตุ้มน้ำหนักไว้ที่ปลายลวด ลวดจะได้รับแรงดึงทำให้เกิดการยึดตัวขึ้น แรงที่กระทำเรียกว่า เทนไซล์สเตรส(tensile stress) มีหน่วยเป็นแรงต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ เช่น นิวตันต่อตารางเมตร( N/m2) ความเครียดในที่นี้ หมายถึง การยึดตัวของวัตถุเมื่อถูกแรงดึง หน่วยที่ใช้เป็นร้อยละ โดยคิดจากความยาวที่เพิ่มขึ้นต่อความยาวเดิมของวัตถุ เช่น วัตถุเดิมยาว 100 มิลลิเมตร หลังได้รับแรงดึงมีความยาวเพิ่มขึ้นเป็น 105 มิลลิเมตร ดังนั้นวัตถุนี้จะมีความเครียดหรือความยึดเท่ากับร้อยละ 5 พฤติกรรมของกระดาษอธิบายจากกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเค้น-ความเครียดได้ ดังภาพที่ 9.27 จากภาพจะเห็นว่าค่าแรงดึงของแนวขนานเครื่องจะสูงกว่าแนวขวางเครื่องและความยึดตัวของแนวขวางเครื่องจะสูงกว่าแนวขนานเครื่องอันเป็นผลเนื่องมาจากการเรียงตัวของเส้นใย ที่ระดับความยึดร้อยละ 0.005 ของกระดาษทุกชนิด ค่าความสัมพันธ์ระหว่างแรงดึงและความยึด จะเป็นสมการเส้นตรง โดยเมื่อได้รับแรงดึงกระดาษจะมีการยึดตัวออกและสามารถหดตัวกลับไปที่ความยาวเดิมได้เมื่อเอาแรงออกเรียกพฤติกรรมนี้กระดาษว่าพฤติกรรมที่ยืดหยุ่นได้( elastic behavier ) แต่ที่ระดับความยึดตัวสูงกว่านี้กระดาษจะแสดงสมบัติคล้ายพลาสติก คือ เมื่อได้รับแรงดึงกระดาษจะยึดตัวออกแล้วไม่สามารถหดตัวกลับไปที่ความยาวเดิมได้เมื่อเอาแรงออก ซึ่งเป็นลักษณะการยึดตัวของพลาสติก ที่ระดับความยึดร้อยละ0.022และ0.03 ซึ่งเป็นวงจรที่สองและสามของการยึดตัวและหดตัวของกระดาษ( straining-destrining cycles ) ในช่วงวงจรนี้กระดาษยึดตัวออกโดยมีแรงกระทำที่คงที่ แต่ไม่สามารถหดตัวกลับไปที่ความยาวเดิมได้เมื่อเอาแรงออกจะเห็นได้ว่ากระดาษสามารถแสดงสมบัติทั้งของยางและพลาสติกได้เมื่อได้รับแรงดึง( viscoselastic) จากเส้นโค้งความสัมพันธ์ระหว่างค่าแรงดึงและความยึดต้ว สามารถจัดสมบัติเชิงกลพื้นฐาน โดยพิจารณาจากพื้นที่ใต้เส้นโค้งของแรงดึงและความยึดตัวหรือทีอีเอ ( tensilr energy absorption,TEA) มีหน่วยเป็นพลังงานต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่เช่น จูลต่อตารางเมตร(j/m2)กระดาษแต่ละชนิดจะมีพื้นที่ภายใต้เส้นโค้งความสัมพันธ์ระหว่างค่าแรงดึงและความยืดตัวต่างกัน ยกตัวอย่างดังภาพที่9.28 กระดาษ2 ตัวอย่างaและbจะมีค่าTEA ไม่เท่ากัน กระดาษA มีค่าแรงดึงสูงกว่ากระดาษb แต่กระดาษ Bจะมีค่า TEA สูงกว่ากระดาษ A ซึ่งมีค่าแรงดึงสูงกว่าทั้งนี้เป็นเพราะกระดาษ B มีค่าความยึดสูงกว่า A มาก จึงให้ค่า TEA สูงกว่าด้วย เพราะค่า TEA สูงกว่าด้วย เพราะค่า TEA เป็นผลลัพธ์ที่ได้จากค่าแรงดึงและความยึดตัว ดังกล่าวแล้วข้างต้น

Read more »