Premessa

Quando una goccia di liquido di piccolissimo volume viene posta in contatto con una superficie piane di una sostanza dalla quale non venga assorbita o venga assorbita solo lentamente, la goccia assumerà l’aspetto di una sfera tagliata alla base. Questa forma si avvicinerà tanto più alla sfera completa quando maggiore è la repellenza della superficie in esame al liquido di prova.

Oggetto e campo di applicazione

Nel presente metodo si prescrivono l’apparecchiatura e le modalità di prova per la determinazione della bagnabilità superficiale della carta e del cartone attraverso misure dell’angolo di contatto aria-acqua-carta.

Il metodo si applica a carte e cartoni, che abbiano un angolo di contatto non inferiore a 90°.

Definizioni

Angolo di contatto: è l’angolo, espresso in gradi, formato dalla superficie della carta e della tangente alla goccia nei punti di contatto.

Bagnabilità di una carta: è definita dall’angolo di contatto, tra una goccia d’acqua e la superficie della carta, misurato dopo un tempo stabilito.

Principio

Una goccia di acqua di piccolissimo volume viene posta sul foglio di carta e viene misurato l’angolo di contatto sul profilo della goccia, ingrandito per proiezione su uno schermo.

Apparecchiatura e materiali

L’apparecchiatura di prova è costituita dalle seguenti parti.

Piano di appoggio, realizzato in modo da poter essere regolato sia in senso verticale che in senso orizzontale e munito di un sistema per il fissaggio della provetta.

Microburetta, che permetta la formazione di gocce del volume di 0,004 ml con l’approssimazione del 10%. La microburetta può essere realizzata con una siringa da 1 ml, munita di ago e sezione circolare con l’estremità tagliata normalmente all’asse del capillare e fornita di un sistema che permetta spostamenti micrometrici del pistone della siringa stessa.

Sorgente di luce, munita di un filtro antitermico, e di una lente collimatrice

Microscopio con dispositivo di proiezione, che consenta un ingrandimento di 25 30 diametri e una profondità di campo di 5 mm.

Schermo di vetro smerigliato.

Lastrina trasparente, recante due scale millimetrate, ad angolo retto tra loro, per la misura della base e dell’altezza dell’immagine della goccia, con divisioni di 0,5 mm.

Acqua distillata di caratteristiche analoghe.

Campionamento e preparazione delle provette

La carta, campionata secondo il metodo (campionamento della carta e del cartone per le prove), viene condizionata a temperatura e umidità relativa conformi al metodo (condizionamento della carta e del cartone per le prove), salvo accordo tra le parti.

Le provette debbono essere tagliate lungo una direzione di 45° rispetto alla direzione di macchina, mediante taglierina o coltello, in modo da non deformare i bordi.

Le provette su cui effettuare la misura debbono avere dimensioni adeguate al piano di appoggio. Esse vanno opportunamente contrassegnate per distinguere i due lati.

Le provette non debbono essere toccate con le mani nei punti su cui si effettuano le misure.

Condizioni e procedimento di prova

Si eseguono le misure in ambiente condizionato conformemente al metodo (condizionamento della carta e del cartone per le prove), assicurandosi che l’acqua distillata necessaria alla prova abbia raggiunto la temperatura dell’ambiente.

La misura deve essere effettuata se almeno 5 provette per ogni lato del foglio, su zone che non presentino irregolarità superficiali (filigrane, linee d’acqua, pieghe ecc.).

Si controlla che il piano di appoggio sia livellato.

Si pone la provetta sul piano di appoggio, in modo che rimanga piana e in leggera tensione, per evitare distorsioni durante la prova.

Si riempie la microburetta di acqua distillata.

Si forma una goccia del volume di 0,004 ml.

Si accende la lampada e si mette a fuoco l’immagine della goccia sullo schermo.

Si depone la goccia sulla superficie della carta abbassando opportunamente la microburetta e si avvia contemporaneamente il contasecondi.

Si sovrappone la lastrina graduata all’immagine ingrandita della goccia e dopo un tempo di 10 s a partire dalla deposizione della goccia, si misura rapidamente la lunghezza della base e l’altezza della goccia stessa.

Si spegne la lampada dopo ogni misura, per evitare riscaldamenti del piano di appoggio della provetta.

Si esegue una sola misura per ogni provetta.

Calcolo ed espressioni dei risultati

Si calcola l’angolo di contatto con la seguente equazione:

                   2h

A = 2 arctg ¾¾

                       D

Dove:

a = angolo di contatto, in gradi;

d = diametro di contatto della goccia, in millimetri;

h = altezza della goccia, in millimetri.

Per un rapido calcolo di a si può ricorrere all’uso del nomogramma.

Si riporta il valore dell’angolo di contatto, con l’approssimazione di 1°

Resoconto della prova

Nel resoconto di prova si riportano:

- il valore medio, espresso in gradi, con l’approssimazione di 1°;

- il numero delle misure effettuate;

- il lato a cui si riferiscono le misure;

- le eventuali modifiche a 1quanto prescritto nel seguente metodo.

Avvertenze

Il metodo può essere esteso ad altri liquidi, quali inchiostri a veicolo acquoso, oli, ecc., secondo accordo tra le parti.