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.
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