Nel presente
metodo si descrivono le modalità operative da seguire per la
determinazione della resistenza allo scoppio della carta e dei
prodotti cartari.
Il metodo si applica a tutti i tipi di carta e di prodotti cartari
aventi una resistenza allo
scoppio compreso fra 70 kpa e 1100 kpa (0,7 a 11,2 kg / cm2),
ad eccezione del cartone, del cartone ondulato e dei loro componenti.
Definizioni:
Resistenza allo
scoppio è la pressione massima, distribuita uniformemente, retta
da una provetta di carta perpendicolarmente alla sua superficie, nelle
condizioni prescritte dal presente metodo.
Indice di scoppio è il quoziente della resistenza allo scoppio
della carta, espressa in kilopascal, per la grammatura della carta
condizionata.
Principio
del metodo:
Una provetta, posta a contatto con una membrana elastica circolare, è
serrata fortemente al suo contorno, ma può dilatarsi insieme con la
membrana. Si pompa a velocità costante un liquido di pressione, che
fa dilatare la membrana fino a rottura della provetta. La resistenza
allo scoppio è il valore massimo della pressione idraulica applicata.
Apparecchiatura
e materiali:
Dispositivo di serraggio della provetta. Serve per bloccare la
provetta, fortemente ed uniformemente, fra due morsetti a corona
circolare piani e paralleli, aventi i seguenti diametri interni:
morsetto superiore
mobile 30,5 = 0,05 mm
morsetto inferiore fisso 33,1 = 0,5 mm
Lo spessore della parte centrale del morsetto inferiore è di 3,5 =
0,05 mm; il foro del morsetto inferiore è cilindrico e alto 0,65 =
0,1 mm.
Esso termina verso il basso con uno smusso avente un raggio di
curvatura di circa 3 mm
(il valore preciso dipende dai valori reali delle due dimensioni date
prima).
Il foro del morsetto superiore è delimitato verso il basso da un
leggero smusso, con un raggio di curvatura di circa 0,2 mm.
La superficie dei morsetti a contatto con la provetta presenta alcune
scanalature a forma di V,con angolo di 600.
Esse possono presentarsi come una
spirale continua,oppure come una serie di solchi concentrici. Durante
la prova, i due morsetti devono essere concentrici, con una tolleranza
di 0,25 mm; le superfici di serraggio devono rimanere piane e
parallele, senza deformarsi. La forza di serraggio deve essere tale da
impedire lo slittamento della provetta sul piano di prova,ma non cosi
alta da danneggiarla. Di solito è sufficiente una forza di serraggio
pari a 2700 N (270 kgf).
Membrana. Ha forma circolare, è di materiale elastico e la sua
faccia superiore si trova circa 3,5 mm sotto il piano di prova.Deve
avere caratteristiche tali da richiedere una pressione di 30 = 10 kpa
(0,3 = 0,1 kg / cm2) per formare una cupola alta 9 mm al di
sopra del piano di prova. Se, per effetto dell’uso, la membrana si
deforma in modo che l’altezza di incupolamento non sia più quella
prescritta, si deve cambiarla.
Generatore di
pressione. Serve per applicare una pressione uniformemente e
progressivamente crescente sulla faccia superiore della membrana, fino
a rottura della provetta. La pressione è prodotta da un pistone,
azionato da un motore elettrico, che spinge il liquido (glicerina,
glicole etilenico contenente un inibitore di corrosione, olio
siliconico a bassa viscosità) nella camera di pressione sottostante
la membrana. La velocità del pistone deve essere tale da dare una
portata di 95 = 5 ml / min.
Misuratore di pressione. Manometro di massima del tipo bourdon,
con un campo di misura adatto. Esso deve essere usato preferibilmente
fra il 25 % e il 75 % della sua graduazione,in nessun caso fuori del
15-85 %. La scala è divisa con un numero di tratti compreso fra 100 e
200. In ogni punto della scala la precisione deve essere di = 0,5 %
del valore fondo scala. L’espansibilità del manometro non deve
superare 0,4 ml di liquido per una lettura fondo scala e deve essere
costante, con l’approssimazione di = 20 % in tutto il campo di
misura. Il manometro deve essere almeno di classe 1 ed è dotato di
indice di massima. L’attrito dell’indice di massima deve
corrispondere a una copia di 0,3 mN.m (3 gf.cm) e il suo momento
d’inerzia deve essere compreso fra 1 g.cm2 e 10 g.cm2.
Per ottenere una maggiore precisione, si può suddividere il campo di
misura in più intervalli, coperti da altrettanti manometri. Questi
devono funzionare l’uno indipendentemente dall’altro.
Campionamento
e preparazione della provetta:
Si effettua il campionamento secondo quanto prescritto nel metodo
campionamento della carta e del cartone per le prove.
Dal campione si ritaglia il numero necessario di provette, aventi
dimensioni di circa 10 cm per 10 cm; in nessun caso le dimensioni
delle provette devono essere minori di quelle dei morsetti. Il numero
delle provette dipende dalle condizioni di prova.
Salvo casi
particolari, si devono scartare le provette comprendenti zone con
filigrane, pieghe o difetti visibili.
Si condizionano le provette in un ambiente conforme a quanto
prescritto nel metodo condizionamento della carta e del cartone per le
prove.
Condizioni
e procedimento di prova:
Si effettuano le determinazioni in ambiente conforme a quanto
prescritto nel metodo di condizionamento.
Se l’apparecchio possiede più di un manometro, si sceglie
quello più adatto, facendo eventualmente un saggio preliminare sul
manometro di portata maggiore.
Se si richiede la determinazione separata per ciascun lato della
carta, si fanno 20 misurazioni per lato. Altrimenti si fanno 20
misurazioni in tutto, 10 con il lato tela della provetta verso la
membrana, 10 con la posizione della provetta invertita. Si considera
che il lato della carta a contatto della membrana sia quello
sottoposto alla prova.
Si mettono a zero gli indici del manometro.
Si verifica che la membrana di gomma sia almeno di 0,2-0,3 mm
al disotto del piano di prova.
Si inserisce e si serra la provetta fra i morsetti, badando che
essa copra completamente la superficie di serraggio.
Nel caso di provette aventi dimensioni maggiori di quelle prescritte,
si eviti di mettere una seconda volta sotto i morsetti una zona del
foglio che vi sia già stata una prima volta per una misurazione
precedente.
Si applica la pressione idraulica fino allo scoppio della provetta,
quindi si riporta indietro il pistone fino alla posizione di partenza.
Si legge la pressione di scoppio indicata dal manometro,con tre cifre
significative.
Si aprono i morsetti, si toglie la provetta e si riporta a zero
l’indice di massima.
Non saranno valide le prove durante le quali avvenga uno slittamento
della provetta (questa si sposta visibilmente fra i morsetti, oppure
si formano grinze sulla sua superficie) oppure compaiano tagli ai
bordi della zona di prova.
Quando la pressione di scoppio di un singolo foglio è minore di 70
kPa,si deve operare su provette costituite dal numero minimo di
foglietti necessario per superare tale valore. I foglietti devono
essere disposti lato tela contro lato feltro, con le direzioni di
fabbricazione parallele.
Calcolo
ed espressione dei risultati:
Resistenza allo
scoppio:
La resistenza allo scoppio è data dalla media delle letture al
manometro ed è espressa in kilopascal,con approssimazione a tre cifre
significative.
Se la provetta è costituita da più di un foglietto,si calcola la
resistenza allo scoppio dividendo la media delle letture al manometro
per il numero dei foglietti della provetta.
Indice di scoppio:
Si calcola l’indice di scoppio con la formula seguente:
IS= P:G
Dove:
IS = indice di
scoppio;
P = resistenza allo
scoppio media,espressa in kilopascal;
G = grammatura
della carta, espressa in grammi al metro quadrato
Il valore dell’indice di scoppio si
approssima a tre cifre significative.
Resoconto
della prova:
Nel resoconto di prova si riportano:
le informazioni indispensabili per l’identificazione del campione;
un riferimento al presente metodo;
la data e il luogo della prova,il tipo dell’apparecchio adoperato;
l’atmosfera normalizzata di condizionamento;
il numero delle misurazioni valide effettuate;
se la provetta era costituita da più di un foglietto,il numero dei
foglietti della provetta;
il valore minimo,massimo e medio della resistenza allo scoppio (se
richiesto,separatamente per i due lati della carta);
l’indice di scoppio,se richiesto;
le eventuali modifiche a quanto prescritto nel presente metodo.
Avvertenze:
Uno scoppiometro a pressione idraulica può presentare alcuni fonti di
errore; le principali sono le seguenti:
manometro starato.
velocità di avanzamento del pistone non conforme alla norma; si noti
che una velocità superiore fa aumentare la pressione di scoppio.
membrana difettosa.
serraggio della provetta irregolare; tale difetto fa aumentare la
pressione di scoppio.
presenza di aria nel sistema idraulico,con diminuzione della pressione
di scoppio.
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