Nel presente metodo si prescrivono le modalità operative da seguire per la determinazione della resistenza alla trazione della carta e del cartone.

Il metodo si applica a tutti i tipi di carta e di cartone, ad eccezione del cartone ondulato;
il metodo è redatto in forma tale da rendere generale l’applicabilità, indipendentemente dal tipo di dinamometro utilizzato.

Definizioni:

Resistenza alla trazione: è la resistenza limite (fino a rottura) di una provetta di carta o di cartone sottoposta ad una trazione esercitata a ciascuna delle estremità nelle condizioni prescritte nel presente metodo.

Lunghezza di rottura: è la lunghezza limite (calcolata) di una striscia di carta o di cartone di una lunghezza qualsiasi, purchè costante per tutta la sua lunghezza;

per lunghezza limite si intende la lunghezza minima di una striscia di carta o di cartone che, sospesa ad un estremo, si rompe per effetto della propria massa.

Principio del metodo:

Si determina la forza di trazione necessaria a provocare la rottura di una provetta di carta o di cartone di determinate dimensioni ed applica nelle condizioni di prova prescritte nel presente metodo.

Apparecchiatura e materiali:

Dinamometro, di tipo tale da soddisfare alle seguenti condizioni:

A) la trazione deve essere esercitata sulla provetta ad una velocità definita, regolabile in maniera tale che la rottura della provetta avvenga in un tempo medio di 20 s = 5 s

B) la lettura della forza di trazione all’atto della rottura deve essere effettuata con la precisione del =1 %

C) la velocità di applicazione del carico,in un istante qualsiasi, non deve differire di oltre il 5 % da quella esistente 1 s dopo quando si fissa tra i morsetti del dinamometro un materiale perfettamente in estensibile e quando la lettura a fondo scala si ottiene in 20 s

D) la linea centrale dei morsetti e quella della provetta devono trovarsi sullo stesso asse, che deve essere a sua volta parallelo alla direzione della forza applicata

E) le superfici di serraggio dei due morsetti (nel caso di morsetti piatti) o le linee di contatto dei due morsetti (nel caso di morsetti a linea di contatto) devono trovarsi nello stesso piano ed essere allineate in modo da mantenere in questo piano la provetta durante la determinazione

F) i morsetti del dinamometro devono serrare la provetta per tutta la sua larghezza ed avere facce di superficie atte ad impedire qualsiasi scorrimento della provetta stessa durante la determinazione

G) la distanza utile tra i morsetti, all’inizio della determinazione, deve essere 180 mm =2 mm

H) le linee di contatto o i bordi interni delle superfici di contatto (in dipendenza del tipo di morsetti utilizzato) devono essere perpendicolari alla direzione di applicazione della forza per tutta la durata della determinazione.

Taglierina, per ritagliare le provette nelle dimensioni opportune con una precisione di = 0,1 mm.

Orologio contasecondi.

Lama affilata.

Bilancia analitica,di sensibilità 0,1 mg.

Campionamento e preparazione delle provette

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

Da ciascun foglio campione si ritagliano almeno 10 provette per ciascuna direzione (longitudinale e trasversale) di larghezza 15,0 mm=0,1 mm e di lunghezza minima 250 mm circa.

Salvo esigenze particolari devono essere scartate le provette comprendenti zone con filigrana,pieghe ed altri difetti visibili;si scartano,inoltre,quelle provette i cui bordi non siano stati tagliati nettamente o non siano perfettamente paralleli tra loro.

Si condizionano le provette in 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 ambiente conforme a quanto prescritto nel metodo aticelca mc-20.

Si inserisce la provetta nei morsetti,curandone l’allineamento ed evitando di toccare con le mani, nel corso di questa operazione, la zona utile di prova.

Si chiude dapprima il morsetto superiore e, dopo essersi assicurati che la provetta è tesa regolarmente, il morsetto inferiore; la chiusura dei morsetti richiede particolare cura affinché non si verifichino slittamenti della provetta nel corso della determinazione.

Mediante opportune prove preliminari si regola la velocità di applicazione della forza di trazione in modo tale che il tempo medio di rottura sia 20 s =5 s.

La distanza utile tra i morsetti deve essere di 180 mm =2 mm.

Si legge,al termine della prova,la forza di rottura sulla relativa scala graduata, approssimando il valore di lettura alla graduazione più vicina, e si annota il risultato.
Si annotano anche i tempi di rottura, approssimati al secondo.

Non si ritiene valida la prova quando la rottura avviene nel morsetto o ad una distanza dal morsetto inferiore a 10 mm. In questi casi si ripete la determinazione con un’altra provetta.

Per ciascuna direzione (longitudinale o trasversale) si effettuano almeno 10 determinazioni.

Qualora si voglia calcolare la lunghezza di rottura in base alla massa della striscia,si effettuerà con una lama affilata un taglio,rasente ai morsetti,dei due tratti di provetta rotta compresi tra i morsetti stessi, tenendo separati i tratti delle provette tagliate in direzione longitudinale da quelli delle provette tagliate in direzione trasversale.

Si pesano insieme tutti i tratti delle provette longitudinali o tutti quelli delle provette trasversali con la precisione di 1 mg.

Calcolo ed espressione dei risultati:

Resistenza alla trazione:

La resistenza alla trazione, in direzione longitudinale o trasversale,è data direttamente dalla media delle letture effettuate al dinamometro,ed è espressa come carico di rottura in chilogrammi per 15 mm.

Qualora si operi su strisce di larghezza diversa da 15 mm, si calcola la resistenza alla trazione con la seguente formula:

R = L.15 : W

Dove:

R = Carico di rottura,longitudinale o trasversale, espresso in chilogrammi forza;
L = lettura della graduazione, espressa in chilogrammi forza;
W = larghezza della provetta, in millimetri.

E’ evidente che la lettura della scala dinamometria coincide con il valore del carico di rottura,quando le provette hanno larghezza di 15 mm.

Il risultato,ottenuto come media delle determinazioni effettuate, si approssima, in funzione della scala di misura, secondo la tabella presente: 

Carico di rottura                                 Approssimazione

Fino a 5 kg                                         0,01 kg

Da 5 kg a 50 kg                                  0,1 kg

Oltre 50 kg                                         0,5 kg

Lunghezza di rottura:

Se si considera la massa media dei tratti di provetta compresi tra i morsetti, si calcola la lunghezza media di rottura in base alla seguente formula:

L = S 1 : M


Dove:

L =  lunghezza media di rottura, longitudinale o trasversale, espressa in metri;
S = carico di rottura medio, longitudinale o trasversale, espresso in chilogrammi;
I =  lunghezza del tratto di provetta compreso tra i morsetti, espressa in millimetri
M = massa media dei tratti di provetta compresi tra i morsetti, espressa in grammi.

Se si considera la grammatura del materiale, si calcola la lunghezza media di rottura (longitudinale o trasversale) in base alla seguente formula:

Dove:
L = Lunghezza media di rottura, longitudinale o trasversale, espressa in metri;
S = Carico di rottura medio, longitudinale o trasversale,espresso in chilogrammi;
G = Grammatura del materiale,espressa in grammi al metro quadrato e determinata secondo il metodo aticelca mc-9;
B = Larghezza della provetta, espressa in millimetri.

Il valore della lunghezza di rottura si approssima a 100 m.

Resoconto della prova:

Nel resoconto di prova si riportano:

A) il tipo di dinamometro adoperato;
B) il numero delle determinazioni effettuate per ciascuna direzione;
C) i valori minimo, massimo e medio del carico di rottura per ciascuna direzione;
D) il tempo medio di rottura;
E) la lunghezza media di rottura per ciascuna direzione;
F) le eventuali modifiche a quanto prescritto nel presente metodo.

Avvertenze:

Quando si calcola la lunghezza di rottura in base alla massa media delle provette, la distanza utile tra i morsetti deve essere misurata con la precisione di = 0,2 mm. Normalmente si adotta la distanza utile di 180 mm = 2 mm; nel caso che il formato del foglio campione non permetta di ritagliare provette con questa distanza utile,si potrà scegliere la distanza utile di 100 mm = 2 mm. Bisogna ricordare, però, che minore è la distanza tra i morsetti, più elevati sono i risultati ottenuti e che la differenza è tanto più marcata quanto maggiore è la disuniformità della carta.

La lunghezza minima della provetta deve essere generalmente 250 mm, tuttavia la particolare conformazione dei morsetti del dinamometro può richiedere di volta in volta l’utilizzazione di provette più lunghe o più corte. La larghezza minima è di 15 mm;per cartoni di spessore superiore a 3 mm, per carte da filtro o per carte veline si possono usare provette più larghe,ad es. di 25,0 mm = 0,1 mm. La diversa larghezza deve, comunque, essere segnalata nel resoconto di prova.

Nei dinamometri viene riportata,unitamente alla graduazione della forza di rottura,quella relativa all’allungamento percentuale. Questa determinazione, tuttavia, non dà risultati sufficientemente precisi. L’allungamento percentuale alla rottura può ricavarsi in base alla seguente formula:

L = (S . 106) : G . B

Dove:
A = allungamento alla rottura, in percento;
L2  = lunghezza della provetta al momento della rottura, in millimetri;
L1 = lunghezza iniziale della provetta, in millimetri.

L’allungamento,longitudinale o trasversale,si esprime come dei risultati, approssimata allo 0,2 %. Nel resoconto di prova si riportano i valori minimo, medio e massimo dell’allungamento percentuale letti o calcolati, con l’approssimazione allo 0,2 %.

Se le provette si rompono ai morsetti o nelle immediate vicinanze di essi, bisogna ricercare la causa dell’inconveniente ed eliminarla prima di proseguire nella serie di prove.

Ai fini della trasformazione delle unità pratiche di misura in quelle del sistema internazionale ( SI ) bisogna ricordare che le forze sono espresse in newton e che un chilogrammo forza equivale a 9,80665 newton.


Taratura,verifica e regolazione dell’apparecchio:

Il dinamometro deve essere installato seguendo le istruzioni del fabbricante. 

Un metodo conveniente di taratura consiste nell’applicare al morsetto, collegato al meccanismo indicatore del carico, alcune masse tarate,mantenendo il dinamometro nelle condizioni normali di operazione.

Si fa in modo che il sistema giunga all’equilibrio all’incirca nello stesso intervallo di tempo di una prova reale, e si annotano sia il valore della massa applicata sia il valore della graduazione raggiunta.

Si verifica il funzionamento corretto del meccanismo indicatore; quest’ultimo deve essere esente da vibrazioni eccessive, da attrito e da spostamenti.

Se si rilevano errori superiori all’1 per cento è necessario costruire una curva di taratura.