Determinazione 
della resistenza allo scoppio
   
 

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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.

P
rincipio 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.

Es
se 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.