Resistenza 
alla lacerazione della carta

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Nel presente metodo si descrivono le modalità operative da seguire per la determinazione della resistenza alla lacerazione interna della carta (denominata in questo metodo [ resistenza alla lacerazione della carta]). 

Il metodo si applica a tutti i tipi di carta di grammatura inferiore od uguale a 250 g/m2. Esso può anche essere usato per il cartone,purché la sua grammatura non sia troppo elevata e la sua resistenza alla lacerazione sia nei limiti di portata dell’apparecchio. Questo metodo non si applica al cartone ondulato. 

Definizioni 

Forza di lacerazione. E’ la forza necessaria per continuare la lacerazione di un singolo foglio di carta,al cui orlo è stato praticato un taglio iniziale.

Indice di lacerazione. E’ il quoziente della forza di lacerazione della carta,espressa in millinewton,per la grammatura della carta condizionata. 

Resistenza alla lacerazione,direzione longitudinale. La linea di lacerazione è parallela alla direzione longitudinale della carta. Resistenza alla lacerazione,direzione trasversale. La linea di lacerazione è parallela alla direzione trasversale della carta.Provetta. E’ costituita da uno o più foglietti di carta di dimensioni stabilite,riuniti a mazzetta.

 Lunghezza di lacerazione. Lunghezza del tratto lungo il quale agisce la forza di lacerazione su un singolo foglietto.Distanza di lacerazione. E’ la distanza percorsa dal punto di applicazione della forza fino al momento in cui la carta è completamente lacerata. Nelle condizioni di prova descritte nel presente metodo,la distanza di lacerazione è pari al doppio del prodotto: lunghezza di lacerazione per numero di foglietti costituenti la mazzetta.

 

Principio del metodo 

Il metodo consiste nel misurare il lavoro speso per lacerare,lungo una distanza determinata,una mazzetta costituita da alcuni foglietti di carta al cui orlo è stato praticato un taglio iniziale. 

La forza di lacerazione è applicata da un pendolo,la cui perdita di energia potenziale misura il lavoro assorbito durante la lacerazione. Il lavoro è speso in parte per rompere la carta lungo la linea di lacerazione e in parte per piegare la carta durante la lacerazione. Siccome queste due componenti del lavoro non possono essere separate,la forza di lacerazione è calcolata in base al lavoro totale,alla distanza di lacerazione e al numero dei foglietti costituenti la provetta. 

Apparecchiatura e materiali - Lacerometro tipo Elmondorf-APPITA 

L’apparecchio è costituito da un pendolo montato su un sostegno,il quale è libero di oscillare attorno ad un albero orizzontale,su cuscinetti aventi un attrito trascurabile. Al pendolo è fissato un morsetto,mentre un secondo morsetto è collocato sul sostegno dell’apparecchio. 

L’apparecchio è munito di tre pendoli:

A (leggero) portata = 8000 mN   fattore = 2

B (normale) portata = 16000 mN   fattore = 4

C (pesante) portata = 32000 mN   fattore = 8

Che sono montati volta a volta sul sostegno,a seconda della resistenza della carta. 

Sul pendolo è montato,coassialmente con esso,un manicotto al quale è fissato un indice; la posizione dell’indice rispetto al pendolo è letta su una scala graduata riportata su questo. L’attrito di questo manicotto deve essere mantenuto entro certi limiti,specificati nell’appendice B, punto B.1.5. 

Il pendolo porta un arresto,contro il quale si deve appoggiare l’indice dello strumento all’inizio della prova. 

Il basamento porta tre viti calanti per il suo livellamento e4 possibilmente una bolla di livello circolare. Al basamento è anche applicato un arresto regolabile,contro il quale va ad appoggiarsi l’indice dello strumento durante la prova. Questo arresto può essere spostato avanti e indietro,per regolare la posizione di zero dell’indice quando non vi è carta fra i morsetti.Prima della prova si sposta il pendolo dalla posizione di equilibrio e gli si fa assumere una posizione iniziale,nella quale esso è trattenuto da un fermo regolabile applicato al basamento. 

Sul sostegno dello strumento è montato un coltello oscillante,che serve per praticare il taglio iniziale sull’orlo della provetta.La superficie dei morsetti è larga almeno 25 mm e alta almeno 15 mm. Quando il pendolo è nella posizione iniziale,i due morsetti sono allineati ed il piano passante per essi è verticale e perpendicolare al piano di oscillazione del pendolo. I morsetti sono separati fra loro da una distanza di 2,8 = 0,3 mm.

La linea formata dall’orlo superiore della superficie di serraggio dei morsetti è orizzontale e si trova alla distanza di 104 = 1 mm dall’asse del pendolo; il piano che contiene tale linea e l’asse del pendolo fa un angolo di 27,5° = 30, con la verticale. 

Il coltello è centrato fra i morsetti e la sua estremità si sposta in un piano perpendicolare alla provetta,descrivendo un arco di cerchio. Esso è regolato in modo che la lunghezza di lacerazione,cioè la lunghezza compresa fra la punta del taglio e l’orlo superiore della provetta,sia di 43,0 = 0,5 mm e che la distanza fra la punta del taglio e l’orlo superiore della superficie di serraggio sia di 4 ,0 = 0,5 mm. 

Ogni pendolo è dotato di una scala divisa in 100 parti,con precisione di 0,5 divisioni. Sulla scala si legge la forza di lacerazione,espressa in millinewton,quando la lunghezza di lacerazione è di 43 mm e si fa la prova su: 8 foglietti per il pendolo A; 16 foglietti per il pendolo B; 32 foglietti per il pendolo C. Le rispettive distanze di lacerazione sono:

Pendolo A     8.  4,3  2 = 68,8 cm

Pendolo B     16  4,3  2 = 137,6 cm

Pendolo C     32  4,3  2 = 275,2 cm

 

Taglierina

Campionamento e preparazione delle provette 

Si effettua il campionamento secondo quanto prescritto dal metodo aticelca mc-9 (Campionamento della carta e del cartone per le prove). 

5.2.Dal campione si ritaglia il numero necessario di foglietti,di forma rettangolare; la dimensione del lato lungo deve essere tale che,una volta praticato il taglio,la distanza fra la punta di questo e l’orlo superiore della provetta sia di 43 = 0,5 mm. Con l’apparecchio descritto in questo metodo,i lati anno lunghezza pari a 62,0 = 0,2 mm e a 50 = 2 mm. 

5.3.Salvo casi particolari,si devono scartare i foglietti comprendenti zone con filigrane,pieghe o difetti visibili. 

5.4. Se la prova è fatta nella direzione longitudinale,il lato lungo deve essere parallelo alla direzione longitudinale; se la prova è fatta nella direzione trasversale,il lato lungo deve essere parallelo alla direzione trasversale. 

5.5. Se si tagliano più foglietti insieme ed i loro orli aderiscono,è necessario staccarli. 

5.6. Per ciascuna direzione principale della carta,si prepara il numero necessario di mazzette costituite da 4 foglietti ciascuna,in modo che nelle provette ottenute il lato tela di tutti i foglietti sia rivolto da una stessa parte. 

5.7. Si condizionano le provette in un ambiente conforme a quanto prescritto nel metodo aticelca mc-20 (Condizionamento della carta e del cartone per le prove). 

Condizioni e procedimento di prova 

Si effettuano le determinazioni in un ambiente conforme a quanto prescritto nel metodo di condizionamento carta.Si applica all’apparecchio un pendolo tale che la portata corrisponda alla resistenza alla lacerazione della carta in esame e che la maggior parte delle letture rientri nei limiti seguenti: 

pendolo A     0-75  divisioni della scala

pendolo B     15-75  divisioni della scala

pendolo C     25-100  divisioni della scala

 

Si livella l’apparecchio  

Si porta il pendolo nella posizione iniziale e si regola l’allineamento dei morsetti  

Si regola lo zero dell’indice  

Si centra una provetta fra i morsetti,con il lato lungo verticale e il lato tela rivolto verso il coltello. Si verifica che l’orlo inferiore di ciascun foglietto poggi sul fondo dei morsetti e che gli orli laterali dei foglietti coincidono,quindi si serrano a fondo i morsetti. 

Si incide l’orlo inferiore della mazzetta con il coltello,operando con precauzione ed assicurandosi che il coltello arrivi fino a fondo corsa.Si porta l’indice dello strumento contro l’arresto posto sul pendolo.Si libera il pendolo,agendo con decisione sul fermo,in modo che esso cada liberamente. 

Si afferra con precauzione il pendolo,mentre esso si avvicina alla posizione iniziale durante l’oscillazione di ritorno. Si legge la posizione dell’indice sulla scala e si segna il valore con la precisione di 0,5 divisioni.Si rimettono il pendolo e l’indice nella posizione iniziale. 

Si toglie la carta dai morsetti. 

Si ripete la prova con un’altra provetta,disposta però con il lato ballerino rivolto verso il coltello.Si continua orientando le provette successive alternativamente da una parte e dall’altra.Si fanno almeno sei prove per ciascuna direzione principale della carta. 

Se la linea di lacerazione di una o più provette non pass attraverso l’orlo superiore della provetta,ma devia da un lato,il risultato ottenuto non è valido e si deve ripetere la prova su altre mazzette,cosi da avere almeno 6 misure utili. Se più di un terzo della provetta si comporta in questo modo,la determinazione non può essere fatta. 

Se la linea di lacerazione passa attraverso l’orlo superiore,ma devia di più di 10 mm rispetto alla direzione del taglio,il fatto deve essere menzionato nella relazione della prova. Se l’inconveniente concerne non più di due provette,si ripete la prova su altre mazzette,cosi da avere almeno 6 risultati utili.

Se durante la prova la carta si sfalda,si considera come linea di lacerazione la linea mediana della superfice di sfaldamento; a questa linea mediana si applicano i criteri esposti ai punti 6.16. e 6. 17. 

Calcolo ed espressione dei risultati 

Resistenza alla lacerazione 

Si calcola la resistenza alla lacerazione con la formula seguente:

FL = L.F

Dove:

FL = resistenza alla lacerazione,espressa in millinewton;

L = media della letture fatte sulla scala ed espressa in millinewton;

F = fattore del pendolo. 

Il valore della resistenza alla lacerazione si approssima a tre cifre significative.

Indice di lacerazione
 

Si calcola l’indice di lacerazione con la formula seguente: 

             FL

IL = _______

             G

Dove:

IL = indice di lacerazione,espresso in millinewton per metro quadrato al grammo (mN.m2/g);

FL = resistenza alla lacerazione media,espressa in millinewton;

G = grammatura della carta,espressa in grammi al metro quadrato e determinata secondo il metodo aticelca mc-3. 

Il valore dell’indice di lacerazione si approssima a tre cifre significative. 

Resoconto della prova 

Nel resoconto della prova si riportano:

_ le informazioni indispensabili per l’identificazione del campione;

_ la data ed il luogo della prova,il tipo dell’apparecchio adoperato;

_ l’atmosfera normalizzata di condizionamento;

_ il numero delle misurazioni valide effettuate (se diverse da sei per ciascuna direzione principale della carta);

_ i valori minimo,massimo e medio della resistenza alla lacerazione,separatamente per ciascuna direzione principale,e la media delle due direzioni;

_ l’indice di lacerazione medio per ciascuna direzione e la media delle due direzioni (se richiesti);

_ un eventuale andamento anomalo della lacerazione (in quante provette la linea di lacerazione ha deviato di più di 10 mm rispetto alla direzione del taglio,oppure tale linea è passata attraverso l’orlo superiore della provetta,oppure vi è stato uno sfaldamento dei foglietti);

_ altri eventuali inconvenienti che possono aver influito sui risultati;

_ le eventuali modifiche a quanto prescritto nel presente metodo.

 

Avvertenze 

Si è constatato che il risultato della prova eseguita con il laceramento tipo Elmendorf varia al variare del numero dei foglietti componenti la provetta,mentre esso è indipendentemente dal peso del pendolo e dalla posizione dell’indice rispetto alla scala su cui si fa la lettura. Per questo motivo il presente metodo stabilisce che la prova debba sempre essere effettuata con le provette costituite da quattro foglietti e che l’apparecchio adoperato sia dotato di tre pendoli,in modo da adeguare la portata dell’apparecchio stesso all’ampia gamma di resistenza alla lacerazione presente delle varie carte. Dall’altra parte sono ancora in uso molti apparecchi non conformi al presente metodo,mentre,nel caso di capitolati o specifiche di qualità,le parti in causa possono stabilire di comune accordo per la provetta un numero di foglietti tale che,con il tipo di carta cui si riferisce il capitolato o la specifica,si ottenga una lettura conveniente su apparecchi muniti di un solo pendolo. E per tanto possibile servirsi di tali apparecchi,con provette aventi un numero di foglietti variabile secondo la resistenza alla lacerazione della carta. Le modalità esecutive sono descritte nell’appendice A.1. 

Nella maggior parte dei casi,la forza di lacerazione non è funzione lineare della grammatura (1) e (2) . Pertanto l’indice di lacerazione di carta identiche in tutto,tranne che nella grammatura,può differire in modo sensibile nelle diverse carte. La pubblicazione citata in (2) porta un diagramma per la correzione del fattore di lacerazione (definito in modo diverso dall’indice di lacerazione) rispetto alla grammatura. 

In taluni apparecchi,il lavoro assorbito durante la lacerazione comprende anche le perdite dovute allo sfregamento della provetta contro il pendolo. Con certe carte,cioè costituisce una fonte di errore non trascurabile e pertanto tali apparecchi non possono essere considerati conformi al presente metodo. 

9.4. Si ricorda che:     1 grammo-forza = 9,81 mN.

 

Appendice A 

A.1. Apparecchio diverso da quello prescritto nel presente metodo 

A.1.1. In alternativa all’apparecchio descritto nel presente metodo,è possibile adoperare un’apparecchi che differisce da quello normalizzato perché mancante di uno o due dei pendoli indicati al punto 4.1.2. (sono molto diffusi apparecchi muniti del solo pendolo B). 

A.1.2. In questo caso si ammette che la provetta sia costituita da un numero di foglietti diverso da quattro,per adeguarla alla portata dell’apparecchio. Il numero dei foglietti deve essere tale che la media delle letture sia compresa fra 200 e 600 mN (fra 20 e 60 grammi-forza). 

A.1.3. Tutte le provette ricavate da uno stesso campione di carta devono contenere il medesimo numero di foglietti. Lo stesso dicasi di più carte dello stesso tipo,quando si devono confrontare fra loro i risultati ottenuti. 

A.1.4. Per il calcolo della resistenza alla lacerazione si usa la formula seguente: 

                  L . N

FL = ___________

                   n

Dove:
FL = resistenza alla lacerazione,espressa in millinewton;
L = media delle letture fatte sulla scala ed espressa in millinewton;
N = numero dei foglietti della provetta ideale rispetto alla quale è tarato il pendolo usato (per i pendoli A,B e C dell’apparecchio normalizzato,tale provetta contiene rispettivamente 8,16 e 32 foglietti);
n = numero dei foglietti componenti la provetta usata. 

A.1.5. Per i motivi esposti al punto 9.2.,è tassativamente necessario indicare,nel resoconto della prova,il numero dei foglietti componenti la provetta. 

A.1.6. Alcuni apparecchi,pur rispondendo alle caratteristiche esposte nel paragrafo 4.1. (con una eventuale eccezione per il numero e la portata dei pendoli),richiedono l’impiego di provette aventi dimensioni diverse da quelle prescritte al punto 5.2.  E’ possibile ottenere risultati accettabili anche da questi apparecchi,purché le dimensioni della provetta siano tali che:

_ la lunghezza di lacerazione della provetta sia di 43,0 = 0,5 mm;

_ la distanza fra la punta del taglio della provetta e l’orlo superiore del morsetto sia di 4 mm.

Questa circostanza deve essere menzionata nel resoconto della prova. 

A.2. Condizioni di prova non conformi a quelle prescritte nel presente metodo. 

A.2.1. Con alcuni tipi di cartoncino e di cartone,la resistenza alla lacerazione di una provetta costituita da quattro foglietti è superiore alla portata del pendolo pesante. In questo caso la provetta può essere composta da un numero di foglietti minore di quattro. 

A.2.2. La forza di lacerazione è calcolata con la formula del punto A.1.4. 

A.2.3. Questo procedimento non è conforme alla norma e pertanto è necessario farne menzione nel resoconto della prova,indicando il numero dei foglietti di cui è costituita la provetta. 

Appendice B 

B.1. Regolazione e verifica dell’apparecchio 
B.1.1. Livellamento dell’apparecchio
 

B.1.1.1. Si dispone l’apparecchio su un banco ben piano e sufficientemente rigido,in modo che non si verifichi alcun movimento osservabile dal banco e dallo strumento quando il pendolo oscilla. Se la base dell’apparecchio si muove mentre si fa la prova,il risultato è affetto da un errore significativo. 

B.1.1.2. Si chiude il morsetto del pendolo,si libera il pendolo in modo che esso assuma la posizione di equilibrio e si dispone l’indice verticalmente verso l’alto. 

B.1.1.3. Si agisce sulle viti calanti in modo da livellare l’apparecchio nella direzione dell’asse del pendolo,quindi si livella lo strumento nella direzione perpendicolare all’asse. Di solito l’apparecchio porta due tacche,una circa a metà dell’orlo del pendolo e l’altra sulla base dello strumento,che devono coincidere quando l’apparecchio è livellato. 

B.1.1.4. Si sposta leggermente il pendolo,lasciandolo oscillare e si verifica nuovamente il livellamento nella direzione perpendicolare all’asse del pendolo,dopo che questo si sia fermato. 

B.1.2. Allineamento dei morsetti 

B.1.2.1. Si porta il pendolo nella posizione iniziale e si sposta il fermo del pendolo finché la mascella fissa del morsetto del pendolo si trovi leggermente a sinistra di quella fissa del morsetto collocato sul sostegno. 

B.1.2.2. Si mette fra i morsetti una piastra metallica rigida e ben piana,quindi si stringe il morsetto del sostegno in modo che la piastra sia ben serrata. 

B.1.2.3. Si sposta il fermo del pendolo finché la mascella fissa del morsetto del pendolo sia in contatto con la piastra,continuando poi a spostarlo finché esso si stacchi dal pendolo. 

B.1.2.4. Si serra la piastra nel morsetto del pendolo. 

B.1.2.5. Si riporta il fermo a leggero contatto con l’orlo del pendolo e si blocca in questa posizione. 

B.1.2.6. In molti apparecchi l’estremità del pendolo porta una tacca che coincide con un’altra tacca del basamento,quando i morsetti sono allineati. In questo modo basta spostare il fermo del pendolo finché le tacche siano sulla stessa linea,per essere sicuri che i morsetti sono allineati,sempre che la posizione dei morsetti non sia stata cambiata. 

B.1.3. Regolazione dello zero 

B.1.3.1. Si livella l’apparecchio,si chiudono i morsetti e si allineano. 

B.1.3.2. Si fa funzionare l’apparecchio a vuota nelle stesse condizioni della prova e si verifica che l’indice dell’apparecchio vada a zero. Se ciò non avviene,si sposta l’arresto regolabile dell’indice posto sulla base e si ripete l’operazione,continuando finché l’indice si porti più volte consecutive esattamente a zero. 

B.1.4. Attrito del pendolo 

B.1.4.1. Si fa un segno di riferimento sul fermo del pendolo,25 mm a destra del suo orlo. 

B.1.4.2. Si libera il pendolo,si dispone l’indice verticalmente verso l’alto e si porta il pendolo nella posizione iniziale. 

B.1.4.3. Si preme il fermo del pendolo e si trattiene in basso. 

B.1.4.4. Si conta quante oscillazioni fa il pendolo prima che l’orlo rivolto verso il fermo non passi più a sinistra del segno di riferimento; se queste oscillazioni sono meno di 35,è necessario smontare,pulire e lubrificare i cuscinetti secondo le istruzioni della casa costruttrice dell’apparecchio. 

B.1.5. Attrito dell’indice 

B.1.5.1. Si dispone il pendolo nella posizione iniziale,si libera e si afferra con precauzione al termine della prima oscillazione. 

B.1.5.2. Si riporta il pendolo nella posizione iniziale senza spostare l’indice,che si troverà cosi sullo zero della graduazione. 

B.1.5.3. Si libera nuovamente il pendolo,si lascia oscillare una volta e si valuta lo spostamento subito dall’indice rispetto allo zero,al di là di questo,in divisioni dell’estremità inferiore della scala. Questo spostamento è una misura dell’attrito dell’indice e deve essere minore di: 1 divisione della scala per il pendolo A; 2 divisione della scala per il pendolo B; 4 divisione della scala per il pendolo C. 

B.1.5.4. Se l’attrito dell’indice è troppo grande,si puliscono le superfici del cuscinetto per mezzo di un tessuto soffice. Se questo trattamento è inefficace,si raschia il rivestimento interno del manicotto dell’indice con un coltello affilato. Per nessun motivo si adopera olio o grasso. 

B.1.5.5. Se l’attrito dell’indice è minore del valore indicato,durante la prova l’indice può spostarsi dalla sua posizione,specie al momento in cui si ferma il pendolo con la mano. L’inconveniente è dovuto all’usura od alla compressione del rivestimento,che deve essere sostituito. 

B.1.6. Lunghezza di lacerazione 

B.1.6.1. Si tagliano alcuni foglietti nelle dimensioni descritte dalla norma,si fissano fra i morsetti e si fa il taglio con il coltello. 

B.1.6.2. Si tolgono i foglietti e si misura la distanza fra l’apice del taglio e l’orlo superiore della carta. 

B.1.6.3. Se questa distanza non è pari a 43,0 mm = 0,5 mm,si regola la posizione del coltello finché la lunghezza di lacerazione sia quella giusta.