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.
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