Determinazione del 
coefficiente di attrito statico del cartone ondulato e compatto
   
 

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Il presente metodo concorda parzialmente con il metodo TAPPI T815 - su 72.

Oggetto e campo d’applicazione: 

Nel presente metodo si descrivono le modalità per determinare il coefficiente di attrito statico della superficie del cartone ondulato e compatto.

Il metodo si applica hai cartoni ondulati e compatti destinati ad essere impilati.

La prova per la determinazione del coefficiente di attrito statico è da considerarsi empirica; i risultati sono solo indicativi e si riferiscono alla superficie del cartone in esame nelle condizioni in cui si presentano al momento di effettuare la prova. Le condizioni della superficie della provetta sono influenzate da trattamenti precedentemente subiti dalla stessa.

Riferimenti:

Campionamento della carta e del cartone per le prove.
Condizionamento della carta e del cartone per le prove.
 

Definizione:

Il coefficiente di attrito statico è funzione della forza necessaria per contrastare il movimento della provetta ed è espresso dalla tangente dell’angolo di slittamento (minimo angolo del piano inclinato all’inizio dello slittamento). 

Principio: 

Fissaggio di una provetta ad una slitta; posizionamento della slitta sopra un’altra provetta fissata a sua volta su un piano inclinato, in modo che le superfici in esame risultino affacciate. Il piano viene inclinato lentamente in modo costante finché la slitta incomincia a muoversi. A questo punto si legge l’angolo di inclinazione. 

Apparecchiatura: 

Orologio contasecondi.

Slitta costituita da un blocco di metallo avente dimensioni di 30 mm X 50 mm e massa di 225 = 3 g, in modo da esercitare una pressione di 1,5 = 0,2 kPa (pari a 15g/m2).

Dispositivo costituito da due morsetti per fissare la provetta alla slitta.

Nastro biadesivo di larghezza 2,5 mm.

Piano inclinato costituito da un materiale non magnetico incernierato in modo da poterne variare l’inclinazione, provvisto di una superficie superiore piana, liscia, incomprimibile, avente una larghezza di almeno 1 cm più grande della slitta e una lunghezza sufficiente da permettere alla slitta di muoversi verso l’estremità con uno spostamento di almeno 1 cm; provvisto inoltre di una pinza per fissare la provetta all’estremità superiore del piano e di un fermo all’estremità opposta. La superficie inferiore deve essere anch’essa piana e liscia. Il piano inclinato deve essere anche provvisto di una bolla di livellamento circolare per verificare che si trovi in posizione orizzontale quando l’indice indica 0°; in caso contrario si può agire sui piedini del supporto che perciò devono essere regolabili in altezza.

Dispositivo per indicare la posizione angolare del piano con la precisione di 1°.

Dispositivo per aumentare, senza scosse e in modo costante, l’inclinazione del piano dalla posizione orizzontale fino ad un arco di almeno 45°, con una velocità di 1,5 = 0,5°/s (pari a 0,026 = 0,01 rad/s).

Nota: Il radiante, come è noto, è l’angolo corrispondente ad un arco di circonferenza lungo quanto il raggio.

1 rad = 57° 17’4’’ oppure 57,296°

1° = 0,017 rad

Supporto metallico rigido, esente da vibrazioni, sul quale viene incernierato il piano inclinato. Deve essere provvisto di una superficie superiore piana e liscia che possa combaciare perfettamente con la superficie inferiore del piano inclinato.

Nota: Per cartoni di grammatura leggera sarà possibile utilizzare il dispositivo di fissaggio. Per grammature pesanti e per il cartone ondulato si consiglia di utilizzare il nastro biadesivo ed in questo caso la provetta dovrà avere dimensioni uguali a quelle della slitta. Se non si vuole ricorrere al nastro biadesivo si può, per i cartoni più pesanti e per il cartone ondulato, procedere ad una incisione della provetta con un opportuno strumento lungo la linea di piegatura onde poterla piegare con facilità ed adattarla con precisione ai lati di base della slitta. Per il cartone ondulato, nel caso si incontrassero difficoltà (a causa dell’alto spessore) nel bloccare la provetta negli appositi morsetti si può diminuire lo spessore asportando alcuni strati della parte di provetta che fuoriesce dalla slitta senza, naturalmente, danneggiare la superficie in esame.

 

Campionamento e preparazione delle provette: 

Effettuare il campionamento secondo quanto prescritto dal metodo campionamento.

La prova di scivolamento può essere eseguita sia nella direzione di macchina (longitudinale) che nella direzione trasversale, sia sugli stessi lati (lato tela, lato feltro) che su quelli opposti oppure secondo tutte le possibili combinazioni che possono presentarsi nell’impiego reale del cartone. Affinché la prova abbia un valore significativo essa dovrà quindi essere eseguita affacciando le superfici nelle direzioni e sui lati corrispondenti all’impiego pratico; cioè tali indicazioni devono essere necessariamente fornite dal richiedente.

Per ogni combinazione richiesta, tagliare 5 provette con dimensioni tali da coprire l’area di lavoro del piano inclinato e altre 5 provette di larghezza uguale a quella della slitta e di lunghezza leggermente superiore tale da permettere il fissaggio alla slitta.

Condizionare le provette in ambiente conforme a quanto prescritto  nel metodo condizionamento.

Indicare su ogni gruppo di 5 + 5 provette la direzione e la superficie, per esempio, DL (direzione longitudinale), DT (direzione trasversale), LT ( lato tela) e LF (lato feltro), in modo che siano facilmente identificabili. Nota bene: esercitare una cura particolare nel maneggiare le provette, perché ogni contatto o strofinamento della superficie da esaminare prima della prova può significativamente influenzare il risultato ottenuto. Fare in modo di non toccare l’area di prova con le dita.

 

Condizioni e procedimento di prova:

 

Eseguire le prove in ambiente condizionato secondo il metodo condizionamento.

Livellare il piano in modo che sia orizzontale quando l’indice dell’inclinazione è a 0°, cioè quando il piano inclinato appoggia completamente contro il supporto.

Individuare la direzione ed il lato.

Fissare una provetta sul piano inclinato con la superficie corrispondente al lato che deve essere analizzato rivolta verso l’alto; la direzione di macchina che interessa deve essere parallela alla direzione di scivolamento. Fissare l’altra provetta alla slitta in modo che la superficie da analizzare sia rivolta verso il basso e sia interfacciata con la superficie dell’altra provetta. Anche per questa provetta la direzione di macchina che interessa deve essere parallela al senso di scivolamento.

Posizionare la slitta all’estremità del piano; indi inclinare il piano, fermandolo immediatamente non appena la slitta comincia a muoversi e lasciare completare il suo slittamento fino al punto di fermo. Riportare il piano in posizione orizzontale, sollevare la slitta e la relativa provetta con cura e rimetterla nella posizione originale di partenza. Ripetere l’operazione di slittamento tre volte e leggere l’angolo del piano inclinato alla terza prova. Effettuare una sola lettura per ogni provetta. Rilevare l’angolo di slittamento con l’approssimazione di 1°.

Calcolo ed espressione dei risultati: 

Calcolare il coefficiente di attrito statico (tangente dell’angolo letto ricavata dalle apposite tabelle trigonometriche; vedi tabella allegata) per ogni provetta  e calcolarne il valore medio. Esprimere sia i singoli valori sia la media approssimati alla seconda cifra decimale. Nota bene: è opportuno precisare che la media deve essere eseguita sui 5 valori della tangente calcolata e non sui 5 angoli letti per ogni provetta. I risultati ottenuti nei due casi sono diversi ma è esatto il primo. 

Resoconto della prova: 

Nel resoconto della prova riportare:

__ informazioni indispensabili per l’identificazione del campione;

__ un riferimento al presente metodo;

__ la media dei valori dei coefficienti di attrito statico, per ciascun lato e direzione di macchina richiesti e provati;

__ il valore minimo e il valore massimo relativi ad ogni prova;

__ ogni particolarità operativa non prevista dal presente metodo e che possa aver influenzato i risultati.

Nota: Un tipo di apparecchio adatto è reperibile presso Bckel Van der Korput, postbus 119, baarn, Netherland.

 

Tabella di corrispondenza angoli tangenti

Angolo

°

Tangente

Angolo

°

Tangente

Angolo

°

Tangente

16

0,29

36

0,73

56

1,48

17

0,31

37

0,75

57

1,54

18

0,32

38

0,78

58

1,60

19

0,34

39

0,81

59

1,66

20

0,36

40

0,84

60

1,73

21

0,38

41

0,87

61

1,80

22

0,40

42

0,90

62

1,88

23

0,42

43

0,93

63

1,96

24

0,45

44

0,97

64

2,05

25

0,47

45

1,00

65

2,14

26

0,49

46

1,04

66

2,25

27

0,51

47

1,07

67

2,36

28

0,53

48

1,11

68

2,48

29

0,55

49

1,15

69

2,61

30

0,58

50

1,19

70

2,75

31

0,60

51

1,23

71

2,90

32

0,62

52

1,28

72

3,08

33

0,65

53

1,33

73

3,27

34

0,67

54

1,38

74

3,49

35

0,70

55

1,43

75

3,73