Oggetto
e campo d’applicazione
Nel presente metodo
si prescrivono l’apparecchiatura da utilizzare e le modalità
operative da seguire per la determinazione della permeabilità
all’aria (porosità) della carta.
Il metodo si
applica esclusivamente a carte che abbiano un liscio ed una
compressibilità tali da garantire una adeguata tenuta all’aria
della provetta tra le piastre di serraggio.
Definizione
Permeabilità
all’aria della carta: ai fini del presente metodo, è
rappresentata dal tempo necessario per far effluire, attraverso
un’area della carta di 6,45 cm2 (1 pollice quadrato) la
quantità di aria contenuta in un volume di 100 ml; essa espressa dal
rapporto:
tempo
X area della carta
volume di aria
ed ha, quindi, le
dimensioni di secondi / centimetro.
Principio del
metodo
Attraverso una
provetta di carta, avente l’area utile di 6,45 cm2, si fa
fluire, con portata praticamente uniforme, l’aria proveniente
dall’interno di un cilindro rovesciato, che galleggia su di un
liquido in modo da formare una camera che comunica con l’esterno
attraverso la provetta; la pressione che provoca l’efflusso
dell’aria è dovuta al peso del cilindro stesso.
Il tempo necessario
affinché attraverso l’area utile della carta, passi la quantità di
aria contenuta in un volume di 100 ml del cilindro rappresenta la
resistenza opposta della carta al passaggio dell’aria e viene
assunto come misura della permeabilità Gurley.
Apparecchiatura
e materiali
Apparecchio di
misura composto dai seguenti elementi e disponibile in due modelli
diversi.
Cilindro esterno, da riempire parzialmente di olio.
Il cilindro esterno
è alto 254 mm e ha un diametro interno di 82,6 mm.
Esso è fornito di
4 risalti, che agiscono come guide del cilindro interno. Sono disposti
in direzione parallela a l’asse del cilindro ed a 90° tra di loro
rispetto alla sezione dello stesso. Le dimensioni dei risalti sono:
lunghezza 190 mm, larghezza 2,4 mm, spessore 2,4 mm.
La parte interna
del cilindro porta un segno circolare a circa 130 mm dal fondo, per
indicare il livello approssimativo di riempimento dell’olio.
Cilindro
interno, che scorre liberamente nel cilindro esterno, lungo le guide.
Il cilindro interno
mobile è alto 254 mm, ha un diametro esterno di 76,2 mm e un diametro
interno di 74,1 mm.
Esso è graduato in
unità di 50 ml di volume interno del cilindro ed ha una scala totale
di 350 ml. Spesso i primi 100 ml sono divisi di 25 in 25 ml.
Il cilindro interno
pesa 567 = 1 g. Il peso del cilindro interno sottopone l’aria
racchiusa dentro di esso ad una pressione che la fa effluire
attraverso la provetta di carta con portata proporzionale alla
permeabilità di questa, mentre il cilindro scende con velocità
praticamente uniforme.
Con carte molto
permeabili, il cilindro interno scende troppo velocemente perché si
possa misurare il tempo con precisione. In tal caso si usa un
apparecchio modificato avente un cilindro interno più leggero o
l’apertura di prova più piccola .
Due piastre di
bloccaggio anulari.
La camera, formata
dal cilindro interno, comunica con l’esterno attraverso un orifizio
circolare dell’area di 6,45 cm2, munito di due piastre di
bloccaggio anulari.
Fra le due piastre
di bloccaggio si fissa la provetta di carta; la tenuta dell’aria è
assicurata da una guarnizione elastica applicata alla piastra di
bloccaggio sul lato esposto alla pressione dell’aria effluente, in
modo che la provetta sia a contatto diretto con la guarnizione, quando
essa è serrata tra le due piastre di bloccaggio durante la prova.
Guarnizione.
E’ di materiale
elastico, resistente all’olio e agli agenti esterni ed ha superficie
liscia.
Essa ha lo spessore
di 0,8 mm, il diametro interno di 28,6 mm e il diametro esterno di
34,9 mm (nota 1).
La guarnizione è
centrata esattamente con l’apertura della piastre di bloccaggio ed
è fissata mediante gomma lacca dentro una scanalatura ricavata nella
piastra di bloccaggio esposta alla pressione dell’aria effluente.
La corona circolare
della piastra di bloccaggio affacciata alla guarnizione ha un diametro
interno di 28,7 mm.
Scanalatura.
La scanalatura è
concentrica con l’apertura della piastra forata corrispondente, ha
un diametro interno di 28,7 mm e una profondità do 0,5 mm. Ha un
diametro esterno di 35,2 mm, per facilitare l’inserimento e il
fissaggio della guarnizione.
Olio.
L’olio usato per
l’apparecchio è un olio lubrificante avente una viscosità di 60-70
secondi Saybolt Universal a 38°C e un punto di infiammabilità non
inferiore a 135°C .
Orologio
contasecondi.
(1)
Un materiale adatto
per la guarnizione è il thiocol tipo ST con la superficie utile ben
levigata, avente durezza 50-60 al durometro shore.
Campionamento e
preparazione delle provette
Si effettua il
campionamento secondo il metodo (campionamento della carta e del
cartone per le prove).
Si condiziona il
campione in ambiente conforme a quanto prescritto nel metodo MC 20.
Da altrettanti
fogli campione si tagliano almeno 5 provette per ciascun lato (tela o
feltro), in formato non inferiore a 5 cm X 5 cm, contrassegnandole
opportunamente.
Le provette devono
essere esenti da filigrane, linee d’acqua, pieghe, crespature,
grinze o altri difetti visibili, salvo esplicito accordo fra le parti.
Condizioni e
procedimento di prova
Si effettuano le
misure nelle condizioni di temperatura ed umidità relativa prescritte
nel metodo MC 20 (Condizionamento della carta e del cartone per le
prove).
Si livella bene
l’apparecchio su di un tavolo esente da vibrazioni e si controlla
che il cilindro esterno contenga olio fino ad una altezza di circa 130
mm (segno circolare di riferimento).
Si controlla che le
piastre di bloccaggio e la guarnizione siano pulite ed esenti da olio.
Per l’apparecchio
avente il sistema di bloccaggio sulla piastra superiore del cilindro
interno, si alza quest’ultimo e, tenendolo in posizione sollevata,
si serra la provetta tra le piastre di bloccaggio. I bottoni zigrinati
devono essere serrati alternativamente, in modo che la pressione di
bloccaggio risulti uguale dalle due parti.
Per l’apparecchio
avente il dispositivo di bloccaggio nella base, si solleva dapprima il
cilindro interno finché il suo bordo superiore sia sostenuto
dall’arresto e poi si serra la provetta tra le piastre di
bloccaggio.
Una volta serrata
bene la provetta, si abbassa lentamente il cilindro interno, finché
galleggi sull’olio, quindi si lascia che esso scenda liberamente per
proprio peso, facendo attenzione che assuma un movimento continuo e
uniforme.
Quando la
guarnizione zero del cilindro mobile passa in corrispondenza
dell’orlo del cilindro esterno, si avvia un contasecondi, fermandolo
quando, in corrispondenza dello stesso punto, passa la graduazione 100
ml.
Con carte poco
permeabili, si può fare la lettura in corrispondenza della
graduazione 50 ml (in alcuni casi 25 ml). Con carte molto permeabili,
si può misurare il tempo corrispondente ad un volume maggiore di 100
ml. In entrambi i casi si deve riferire il risultato a 100 ml secondo
quanto stabilito nel paragrafo 7.2..
Se il cilindro
interno non a assunto un movimento uniforme prima di raggiungere il
segno zero, si incomincia la prova partendo da un segno più alto.
Se una provetta si
sporca di olio durante la prova, si annulla la misura, si puliscono
bene la piastre di bloccaggio e si ripete la prova con un’altra
provetta.
Si effettuano
almeno 10 determinazioni su altrettante provette, 5 per ciascun lato.
Calcolo ed
espressione dei risultati
Si calcola la media
di tutte le misure fatte, espressa in secondi al centimetro, con
l’approssimazione a meno di un’unità.
Si calcola la
permeabilità all’aria della carta in base alla seguente
espressione:
100 x b
X
=
A
Dove:
x = permeabilità
della carta espressa in secondi / centimetro;
a = volume per il
quale è stata fatta la determinazione, in millilitri;
b = media delle
misure, in secondi al centimetro;
100 = volume di
riferimento, in millilitri.
Resoconto della
prova
Nel resoconto della
prova si riportano:
- la permeabilità
all’aria della carta, calcolata secondo quanto stabilito nel
paragrafo 7.2.;
- il volume
dell’aria per il quale è stata effettuata la determinazione;
- le eventuali
variazioni previste nell’appendice B, apportate alla determinazione;
- le eventuali
modifiche a quanto prescritto nel presente metodo.
Avvertenze
L’olio non deve
contenere frazioni votili; per questo motivo si è stabilito un limite
minimo per il suo punto di infiammabilità. Un olio leggero per
filatura è adatto allo scopo.
Non è possibile
usare acqua come liquido di prova, perché essa influisce
sull’umidità della provetta e può deteriorare il cilindro interno
che, per motivi di peso, è fatto con lega di alluminio.
Appendice
A
Modelli
dell’apparecchio conformi alla norma.
Modelli con le
piastre di bloccaggio sul cilindro mobile.
L’apparecchio
(vedi fig. 2) ha il cilindro mobile aperto nella piastra superiore,
alla quale sono applicate le piastre di bloccaggio.
La piastra
superiore è serrata contro la piastra inferiore per mezzo di due viti
e di due bottoni zigrinati.
Per questo
apparecchio la provetta deve avere dimensioni di circa 5 cm x 5 cm;
non è possibile far la prova su una striscia di carta, perché il
peso di questa altera il risultato.
Modello con
piastre di bloccaggio nella base.
L’apparecchio ha
il cilindro mobile chiuso nella parte superiore.
La camera interna
comunica con l’esterno per mezzo di un tubo coassiale con il
cilindro esterno e solidale con esso; questo tubo attraversa il fondo
del cilindro esterno e termina con l’apertura della piastra di
bloccaggio che porta la guarnizione.
La pressione di
serraggio agisce sulla piastra inferiore ed è dovuta ad una leva
munita di contrappeso, che fa sollevare la piastra stessa, oppure ad
un dispositivo di vite e madrevite che permette di alzare la piastra
inferiore portandola a contatto dell’altra.
Alla parte
superiore del cilindro esterno è applicato un perno sul quale si
poggia il cilindro mobile quando l’apparecchio non è in funzione.
Variante al
modello descritto in A.1.2..
Una variante al
modello descritto in A.1.2., che può essere usata anche per le altre
determinazioni non previste da questa norma, ha la piastra di
bloccaggio superiore (quella esposta alla pressione dell’aria), che
è sprovvista di guarnizione.
Per misurare la
permeabilità all’aria, si introduce nell’apertura della piastra
di bloccaggio superiore un raccordo che porta due guarnizioni, uguali
a quelle descritte al punto 4.1.4.; la guarnizione inferiore, che va a
contatto della carta, è conforme alla presente norma, mentre quella
superiore deve assicurare la tenuta dell’aria fra le piastre di
bloccaggio superiore ed il raccordo.
Appendice B
Varianti nella
dotazione dell’apparecchio.
Lo stesso tipo di
apparecchio può essere dotato di cilindri aventi massa ed area di
prova diverse da quelle descritte nel paragrafo 4.
Si può usare un
cilindro avente il peso di 141,8 g, dividendo poi il risultato per 4.
Si può anche usare
un’apertura di prova pari a 1,61 cm2 oppure a 0,645 cm2,
dividendo poi il risultato rispettivamente per 4 o per 10.
Le
varianti adoperate, non conformi alla norma, vanno sempre riportate
nel resoconto di prova.
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