analisi caratteristiche meccaniche di carte a bassa grammatura per

ANALISI CARATTERISTICHE MECCANICHE DI CARTE A BASSA
GRAMMATURA PER LA PRODUZIONE DI CARTONE ONDULATO
Elena Troia
Master in “Produzione della carta/cartone e gestione del sistema produttivo”
CELSIUS,Lucca
SOMMARIO
Il presente lavoro di tesi è basato su un’esperienza di stage effettuata presso la B.H.S. Corrugated (leader nel settore
mondiale per la produzione di macchine per la fabbricazione di cartone ondulato) nell’Agosto 2007. Partendo da analisi sulle
caratteristiche meccaniche di resistenza delle carte costituenti un foglio di cartone ondulato, è stato possibile valutare la
effettiva possibilità di produrre cartone ondulato a partire da carte a bassa grammatura, anche denominate “leggere”.
L’attenzione dei produttori di cartone ondulato si sta spostando sempre più verso l’uso di questo tipo di carte a causa del
ridotto impatto economico e ambientale. I test effettuati sono riferiti a Norme tedesche (DIN), facilmente confrontabili con le
corrispondenti italiane,europee e mondiali. Sono state effettuate prove di SCT (Short Span Compression Test ), sia in direzione
macchina MD che in direzione trasversale CD, per una serie di carte fornite da un cliente dell’azienda (Roba Corrugated),
CMT(Concora Medium Test), Scoppio, ECT(Edge Compression Test), FCT(Flat Crush Test) e Bending stiffness (rigidezza
alla flessione, test ormai in disuso nella pratica).
Si sono riscontrate molte difficoltà nel raggiungere buoni risultati (in termini di bassa varianza) con le grammature più
basse (da 40 a 60 g/m2) perché i campioni mostravano valori di SCT, in entrambe le direzioni,molto variabili in base alla zona
(interno o periferia della larghezza del rotolo) di prelievo dello stesso. I test per valutare la resistenza allo scoppio hanno
mostrato delle difficoltà oggettive nei settaggi della prova richiesti dalla norma. Si è quindi riscontrata la necessità di istituire
delle norme apposite per analizzare le caratteristiche meccaniche di questi tipi di carte.
Dall’analisi dei campioni prelevati durante il ciclo di produzione della Roba si è ricavato un parametro di efficienza nell’uso
delle macchine, che sono risultate operare quasi al massimo delle loro potenzialità.
INTRODUZIONE
La produzione di cartone ondulato ad uso imballaggio negli
ultimi anni ha acquisito sempre più importanza e ha raggiunto
fette di mercato sempre maggiori. Le ragioni di questo
successo risiedono nella estrema versatilità di questo materiale
e nella facilità di riciclaggio dello stesso, nonché nel suo
essere ecologico se rapportato ad imballaggi in materiale
plastico.
Nell’ambito di questo fiorente settore si inserisce in
maniera sempre più insistente l’uso di carte a bassa
grammatura le quali grazie al basso impiego di materia prima
e ai ridotti consumi energetici necessari alla produzione,si
inseriscono perfettamente in un contesto di ottimizzazione dei
costi aziendali e di riduzione dell’impatto ambientale [1,2] dei
rifiuti derivanti da uso e produzione delle stesse. Basse
grammature [3] significano più alte velocità di produzione, più
basso grado di secco fuori alle presse e maggiori rischi di
riumidificazione, più alti tassi di evaporazione e più bassi
valori di pick-up di amido.
La produzione [3] sarà sempre più comandata dalle
performances delle carte (alto RCT-CD,ossia resistenza alla
compressione verticale della scatola finale) e non tanto dalla
grammatura e dall’indice di scoppio; sarà quindi possibile
produrre più metri quadri di cartone a parità di contenuto in
peso di fibra. Bisognerà però intervenire nella formazione
delle carte attraverso la progettazione di sistemi di controllo in
linea sempre più sofisticati. Scopo del seguente studio è stato
soprattutto effettuare delle prove di resistenza su carte a bassa
grammatura al fine di valutare le prestazioni del cartone
ondulato prodotto con le stesse.
NORME DI RIFERIMENTO
Norme e misure
Secondo la [3] "norma" è la specifica tecnica approvata da
un organismo riconosciuto a svolgere attività normativa per
applicazione ripetuta o continua, la cui osservanza non sia
obbligatoria e che appartenga ad una delle seguenti categorie:
• norma internazionale (ISO)
• norma europea (EN)
• norma nazionale (UNI)
Le norme, quindi, sono documenti che definiscono le
caratteristiche (dimensionali, prestazionali, ambientali, di
sicurezza, di organizzazione ecc.) di un prodotto, processo o
servizio, secondo lo stato dell'arte e sono il risultato del lavoro
di decine di migliaia di esperti in Italia e nel mondo.
Caratteristiche delle norme tecniche sono la con sensualità,la
democraticità, la trasparenza e la volontarietà.
La più gran parte delle prove richiede l'impiego di strumenti di
misura. Uno strumento di misura è un dispositivo che permette
di ottenere il valore di una grandezza. Lo strumento fornisce la
misura della grandezza; moltiplicando la misura, che è un
numero, per l'unità di misura si ricava il valore della
grandezza. In realtà la maggior parte degli strumenti usati per
le prove su carta è costruita in modo che sullo strumento si
legga direttamente il valore della grandezza. La misurazione è
invece l'operazione mediante la quale si ottiene la misura di
una grandezza.
Nessun strumento di misura permette di ottenere il valore
vero di una grandezza, perché ogni misura è affetta da un
errore più o meno grande. Tuttavia, ai fini pratici, si considera
come valore vero di una grandezza quello ottenibile con un
procedimento di misurazione il più perfetto possibile. In realtà
una misura può presentare diversi tipi di errori. Si distingue fra
errore assoluto, che è la differenza algebrica fra il valore
rilevato della grandezza ed il valore vero di essa, ed errore
relativo, che è il rapporto fra l'errore assoluto ed il valore vero
della grandezza, espresso generalmente in percentuale. Si
distingue pure fra errore sistematico, provocato di volta in
volta da una stessa causa e che pertanto ha valore e segno
costanti, ed errore accidentale, provocato da cause occasionali
e pertanto varia da una volta all'altra, presentandosi con
diversa entità e segno.
Norme per il cartone ondulato
I metodi di test per il cartone ondulato e le sue materie
prime sono sviluppate come norme tecniche provenienti dalla
collaborazione tra produttori,centri di ricerca,organizzazioni di
settore e i loro membri. Molti di questi metodi di prova
diventano soggetto di standardizzazione da parte di enti
nazionali e internazionali. La resistenza allo scoppio è stata
una delle prime proprietà adottate per descrivere le proprietà
del cartone ondulato. L’indice di scoppio quindi, insieme alla
grammatura, è usato in primis per la classificazione del
cartone ondulato in Europa e negli Stati Uniti. La
lavorazione,il trasporto e lo stoccaggio del cartone ha reso
necessario un ammodernamento delle caratteristiche del
cartone da considerare maggiormente, quali l’ECT e BCT.
L'esigenza di unificare i metodi di prova per la carta è stata
sentita in primo luogo nei paesi di più antica tradizione
industriale in campo cartario, quali gli Stati Uniti d'America e
la Germania, che infatti già da molti anni possiedono raccolte
di metodi di prova interessanti l'industria cartaria. Fra queste
raccolte, di gran lunga la più nota, anche in Italia, è quella
pubblicata a partire dal 1926 dall'associazione tecnica cartaria
degli Stati Uniti, la TAPPI (Technical Association of the Pulp
and Paper Industry), con il nome di TAPPI Standard Methods.
In tabella 1 sono elencate le principali prove effettuate sul
cartone ondulato e le norme a cui fanno riferimento suddivise
per i principali enti normativi.
Test
BCT
Burst pressare,carta
Bursting strenght,
cartone ondulato
CCT
ECT
SCT
FCT
CMT
Bending
Stiffness,
cartone ondulato
Grammatura
F.E.F.C.O.
No.50
No.4
No.8
No.6
No.2
No.10
FCT
TAPPI
T804
T810
T824
T811
T823
T838
T826
T808
T809
T836
T820
T 410
ISO
2758
2759
3037
9895
3035
7263
2493
536
3035
Tab. 1
IL CARTONE ONDULATO
Le materie prime cellulosiche impiegate per la produzione
degli imballaggi di cartone ondulato possono suddividersi in
due famiglie: carte da copertina e carte da onda.
Le carte da copertina sono costituite da una vasta gamma di
tipologie, che soddisfano molteplici applicazioni settoriali ed
esigenze particolari dell’utilizzatore. Contraddistinti da sigle
[5] ufficializzate dal regolamento emanato dal Gruppo Italiano
Fabbricanti Cartone Ondulato (Gifco), i tipi di carta utilizzati
per la copertina sono i seguenti: Testliner (T), Liner (L),
Kraftliner (K). Quest’ultimo, prodotto principalmente con
fibra vergine e con modeste quantità di macero di elevata
qualità, è caratterizzato da ottima resistenza meccanica.
L’energia impiegata, per ottenere paste utili alla fabbricazione
di carte kraft, è di origine meccanica, chimica e termica.
L’insieme di queste tre energie, danno origine alla produzione
di paste al solfato o kraft.
La denominazione “solfato”, deriva dal fatto che nel
processo di recupero dei liscivi, viene introdotto del solfato di
sodio per rigenerare soda e solfuro. Sono dette anche paste
kraft per indicare la loro principale caratteristica di resistenza
in quanto kraft significa forte, resistente.
Liner e Testliner invece, essendo composti da fibra
proveniente prevalentemente da recupero e riciclo di carta di
discreta qualità, hanno caratteristiche meccaniche buone.
Tutti e tre i tipi possono essere forniti in color avana o bianco
(le sigle cambieranno di conseguenza).
Le carte da onda sono costituite dalle seguenti tipologie di
carta: Medium (M) composta da fibre di riciclo e/o paste
meccaniche o semichimiche e Semichimica (S, SS), che a sua
volta si distingue in “Scandinava” ed “Europea”. La prima,
interamente di fibra vergine da conifere, si differenzia dalla
seconda, che presenta al suo interno, oltre a fibra vergine non
proveniente da conifere ma da altre essenze, anche una
percentuale di macero.
In merito ai tipi di carta ne mancano all’appello due: il
Camoscio per la copertina e il Fluting per l’onda. Data la loro
natura (entrambe sono composte da fibre riciclate con scarse
caratteristiche meccaniche e minima resistenza all’umido), il
loro utilizzo è sempre meno frequente, tanto che nell’ultimo
regolamento approvato dall’assemblea Gifco non sono
neppure menzionate al capitolo “Classifica delle carte”.
Le carte possono essere di diverse grammature, in un
intervallo compreso fra 80-440 g/m2. Scegliendo le carte di
grammatura più alta e di qualità migliore si ottengono maggior
resistenza all’impilamento e maggiore protezione agli urti
durante la movimentazione. Il trend odierno [6] è però sempre
più spinto verso carte a bassa grammatura ma di
“performances” più elevate; quindi carte che grazie all’aiuto di
agenti chimici riescano a raggiungere caratteristiche
meccaniche al di sopra del loro range usuale.
Le grammature leggere
Dalle successive modificazioni della lista europea[5] dei
tipi di carta per cartone ondulato si ricava la seguente
classificazione per le carte cosiddette leggere:
Nella categoria carte per copertina avana rientrano:
• le carte per copertina avana con grammatura
leggera sono principalmente a base di fibra
riciclata,
• la grammatura è inferiore ai 120 g/m2
• l’abbreviazione del nome è LWL(light Weight
Liner)
•
Caratteristiche di riferimento:
o Indice di scoppio > 2 kPam2/g
o SCT-CD >1.25 KN/m
Nelle carte da onda vengono incluse le carte che
rispondono ai seguenti requisiti:
•
le carte per centro da ondulare con grammatura
leggera sono principalmente a base di fibra
riciclata,
•
•
•
la grammatura è inferiore o uguale ai 110 g/m2
l’abbreviazione del nome è LWM (Light Weight
Medium)
Caratteristiche di riferimento:
CMT 30’ >95 N
SCT-CD >1,10 KN/m
TIPI DI CARTE ANALIZZATI
produttore
roba-palm
roba-jass
roba-palm
roba-mondi
roba-sca
roba-mondi
roba-mondi
roba-palm
roba-mondi
roba-palm
roba-jass
roba-palm
roba-palm
roba-jass
tipo
testliner DF
Wellenstoff(onda)
testliner MF
KLW DF
HP(onda)
MF
Testliner DF
Wellenstoff(onda)
MF
DF
Wellenstoff(onda)
Testliner MF
testliner DF
Wellenstoff(onda)
roba
roba-palm
roba-jass
roba-palm
testliner MF
135
testliner DF
120
Wellenstoff(onda)
110
testliner MF
120
Tab.2
DF =copertina esterna MF =copertina interna
PROVE DI RESISTENZA ESEGUITE
Nel primo periodo sono state effettuate prove di resistenza
meccanica su carte(sia liner che fluting) a bassa grammatura
allo scopo di familiarizzare con i metodi di prova proposti
dalle norme (tab.1).
Le prime prove effettuate sono state prove di compressione
SCT in entrambe le direzioni,di macchina (MD) e trasversale
(CD) e CMT.
Di seguito verrano elencati i tipi di carta analizzati:
• Wellenstoff WS in grammature da:
o 80 g/m2 dei produttori Jass, Varel
2
o 90 g/m dei produttori SCA e Palm
2
o 100 g/m dei produttori Jass e Palm
• TLW testlinerwhite da:
2
o 80 g/m hermes
2
o 90 g/m hermes
2
produttore
• Liner HW holzfiei da 80 g/m
Fahrbrucke
2
• Pure liner da 90 g/m Billerud
2
• Flute Coralite LWM da 105 g/m produttore
Smurfit Kappa
• Flute Coramedium da:
2
o 112 g/m produttore Smurfit Kappa
2
o 120 g/m produttore Smurfit Kappa
2
• Testliner 3 Maaslite LWL da 120 g/m produttore
Smurfit Kappa
2
• Kraftliner da 60 g/m produttore Billerud
2
• Fettresistent liner da 40 g/m produttore
Fahrbrucke
Il WS è carta da onda proveniente da carta riciclata. Il TLW è
carta per copertina semichimica proveniente da carta riciclata .
Il KLW è invece un tipo di carta proveniente da fibra vergine.
Successivamente sono stati prelevati dei campioni di
cartoni ondulati e le relative carte costituenti dal produttore
Roba Corrugated al fine di confrontare l’ECT misurato nelle
nostre prove con quello ricavato con la Eq.(2) .Le
composizioni per ogni campione di cartone sono quelle
indicate in tabella 2.
cartone
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
5
6
6
6
Gram. g/m2
120
105
120
135
125
120
120
105
120
120
105
120
135
105
SCT
Dal momento che c’è una forte connessione tra la resistenza
alla compressione verticale di liner e fluting e le resistenze del
cartone ondulato e della scatola in cartone ondulato(formule di
Mc Kee [7]), la resistenza a compressione dei materiali
costituenti è indubbiamente una delle loro proprietà
fondamentali é importante tuttavia che i metodi usati per
misurare questa proprietà misurino realmente cosa intendono
misurare,e quindi la pura resistenza a compressione senza
effetti secondari dovuti ad altre proprietà. L’SCT misura la
resistenza alla compressione intrinseca. Questa prova, spesso
chiamata STFI test dall'Istituto di Ricerca Svedese dei prodotti
forestali (Swedish Forest Products Research Institute) ove è
stata sviluppata, è nata per tentare di eliminare gli effetti dei
bordi del campione, misurando la resistenza alla compressione
su una superficie molto piccola di un campione sostenuto da
una coppia di morsetti molto vicini fra loro.
Nella misurazione della resistenza a compressione delle
copertine e dei fluting con il metodo SCT (Short (Span)
Compression Test),un campione di larghezza pari a 15 mm di
carta è posto tra due morsetti a una distanza di fissaggio pari a
0.7 mm. Quando le morse si avvicinano,la distanza si riduce e
la tensione (fig.1a) aumenta nella striscia di materiale.
Fintanto che il provino (precedentemente ricavato da entrambe
le direzioni di macchina e trasversale) è abbastanza piccola in
confronto a al suo spessore,il rapporto di snellezza è basso e
quindi si riesce ad evitare il fenomeno del buckling (fig.1b).
Proseguendo nell’esperimento si assiste a rottura per
compressione.
Fig.1 a)Resistenza allo schiacciamento o compressione
b)Buckling (Deformazione per inflessione)
Esso è stato poi riferito all’ECT da formule di correlazione:
ECTteorico=
(SCT/CDliner1+e*SCT/CDflute+SCT/CDliner2) (1)
ECTteorico=
0.71* (SCT/CDliner1+e*SCT/CDflute+
SCT/CDliner2)
(2)
(2) Formula Empa-Markstrom. Si intenda con “e” il coefficiente
d’ondulazione
Seth [8] usò l’SCT per valutare la resistenza alla
compressione delle componenti del cartone e ne confrontò la
somma con la resistenza alla compressione dei bordi del
cartone ondulato (prodotto finito). Come Fellers (S.T.F.I.),egli
concluse che lo Short Span Compression Test era superiore ai
Crush Test convenzionali.
ECT (Edge Compression Test)
Una prova molto importante, addirittura essenziale quando
per l'imballaggio finito è richiesta una certa resistenza alla
compressione verticale, è l'ECT.
Tale prova si effettua comprimendo il bordo di una striscia
di cartone ondulato in senso perpendicolare all'andamento
dell'onda e si esprime in kN/m di sforzo di compressione
necessari a deformare il campione.
Se il cartone è prodotto a regola d'arte il suo ECT dovrà,
quanto meno, essere pari alla somma dei valori riscontrati
sulle carte che lo compongono nella prova di RCT maggiorata,
per la carta in ondulazione, del fattore di sviluppo “e” (Take
Up Factor o Draw Factor) (nel nostro caso invece il confronto
è stato fatto con l’SCT).
Se ciò non si verifica la conclusione è una sola: il cartone
ha dei difetti di lavorazione. Si tratterà probabilmente di
cartone mal incollato, di onde inclinate o schiacciate o rotte.
CMT(Concora Medium Test)
E' un metodo analitico sviluppato dalla Container
Corporation of America. Questo metodo permette di misurare
la resistenza allo schiacciamento di una striscia campione di
carta ondulata. La rigidità della struttura dell'onda è una
caratteristica molto importante per la produzione del cartone
ondulato. Le striscie di carta, tagliate nel senso di macchina
del foglio con una taglierina a doppia lama, vengono ondulate
con un'apposita macchina ondulatrice da laboratorio e tenute
nella giusta posizione con l'ausilio di un nastro adesivo. La
prova di schiacciamento è condotta in una pressa che cessa di
pressare appena la carta cede rapidamente al carico e rimane
indicato sul display il valore a cui ha ceduto. Il provino di
carta ondulato viene fatto condizionare 30' (CMT 30) in sala al
50% di umidità relativa e 25° C prima di essere sottoposto al
test. Si esprime il valore in kgP, anche se è più corretto usare il
sistema SI dove è espresso in Newtons (N).
Indice di scoppio
La prova tende a stabilire la resistenza della carta alla
rottura per pressione e si esprime in kg/cmq oppure con il
sistema SI si esprime in kPa. Normalmente si indica l'indice di
scoppio che rappresenta la resistenza allo scoppio riferita ad
una grammatura di 100 g/mq ed è significativa per carte da
utilizzare come copertine nel cartone ondulato. Questa prova
consiste nel sottoporre un foglio di carta, trattenuto da un
anello, ad una pressione crescente ottenuta gonfiando una
membrana di gomma con olio in pressione. Quando il foglio si
rompe la pressione rimane indicata sopra un manometro.
L'apparecchio più conosciuto per questa prova è quello Mullen
in cui la superficie libera della carta sottoposta al test è di 7,91
cmq. La resistenza allo scoppio del cartone si effettua con le
stesse modalità impiegate per le carte. Il valore di scoppio del
cartone dovrà risultare leggermente superiore alla somma dei
valori riscontrati sulle carte per copertina che lo compongono;
eventuali minusvalenze potrebbero anche denunciare la rottura
o il danneggiamento delle copertine per eccessiva pressione
nelle loro linee di contatto con le sommità delle onde.
Resistenza alla flessione
La rigidezza alla flessione è definite come la relazione tra il
Momento flettente e la deflessione ottenuta entro il limite
elastico. Se consideriamo un cartone ondulato sottoposto a
puro momento flettente,se non ci sono quindi forze di taglio
trasversali, esso sarà uniforme[9] lungo tutto il provino. La
parte convessa è soggetta a tensione,la parte concava a
compressione. La rigidezza flessionale del cartone è una delle
caratteristiche più importanti per la qualità delle scatole. Essa
è inclusa nella formula di Mc Kee [7] anche se nelle
successive semplificazioni della stessa essa è trascurata al fine
di ottenere i più alti BCT al minimo costo. La ragione è
certamente legata al fatto che la rigidezza a flessione è quasi
completamente collegata allo spessore del cartone e alla
capacità del liner esterno e interno di resistere a forze di
tensione e compressione e che quindi cambierebbe molto se lo
spessore del cartone o le materie prime o la grammatura del
liner esterno variano. La rigidezza alla flessione è importante
anche per prevenire il buckling che è strettamente collegato
alla capacità di una scatola di sopportare dei carichi esterni.
Per misurare questa caratteristica meccanica è stato usato il
cosiddetto “Metodo dei 4 Punti” che elimina quasi
completamente l’intervento durante il test di forze di taglio.
DIN 53121.
FCT
Il flat crush test è una misura della resistenza del cartone
ondulato a una forza applicata perpendicolarmente alla
superfice del cartone sotto specifiche condizioni. Un basso
valore di FCT indica per esempio la presenza di onde
collassate nel cartone dovute probabilmente a una tensione
eccessiva applicata sulla carta da onda o problemi di
parallelismo tra i rulli ondulatori o a vibrazioni nei cuscinetti
portanti degli alberi dei rulli. La pressione dei rulli ondulatori
influenza maggiormente il valore di FCT.
Il metodo si applica esclusivamente ai cartoni ondulati ad
una sola onda in quanto con cartoni a starti multipli si
avrebbero deflessioni laterali.
RISULTATI CONSEGUITI
Sui campioni provenienti dal produttore Roba è stato
possibile effettuare il confronto tra l’ECT teorico ricavato
dalla Eq. (1) e l’ECT misurato nelle prove (tab.3). In fig. 2. si
veda l’andamento dell’ECT index (rapporto percentuale tra
l’ECT misurato e il teorico) rapportato al quoziente tra SCD
MD e SCT CD .
campione
1
2
3
4
5
6
ECT
teorico
(kN/m)
5.88
7.59
5.95
6.15
6.80
5.88
ECT
misurato(kN/m)
(onda b)
4.85
5.56
4.44
ECT misurato
(kN/m)
(onda c)
4.45
5.19
4.5
Tab.3
Sempre in fig.2 invece è possibile osservare l’andamento
lineare del rapporto percentuale tra la pressione di scoppio (in
Kpa) misurata (ISO 2759) e teorica (formula PTS [rif.web]:
pressione di scoppio cartone ondulato equivalente alla
sommatoria delle pressioni di scoppio delle carte copertina
costituenti e l’onda moltiplicata per un coefficiente uguale a 0
per il profilo d’onda B e 0.1 per il C ).
5,00
4,00
3,00
120,00
2,00
100,00
1,00
80,00
%
0,00
60,00
30
50
70
90
110
130
150
40,00
Grammature g/m²
20,00
Fig.5a Andamento del rapporto di SCT MD e SCT CD per carte
provenienti da riciclato
0,00
1,40
1,60
1,80
2,00
2,20
5
2,40
proportion between SCT MD and SCT CD
4
Fig .2 Andamento dell’ECT index (lilla) e del rapporto di
3
indici di scoppio (blu)
2
In fig.3 sono rappresentati al variare della grammatura gli
indici di scoppio per carte provenienti da carte riciclate (3a) e
da fibra vergine (3b) calcolati secondo norma (ISO 2759)
1
0
5
30
50
70
90
110
130
150
Grammature g/m²
4
Fig. 5b Andamento del rapporto di SCT MD e SCT CD per carte
3
provenienti da fibra vergine
2
1
0
30
50
70
90
110
130
150
Si è potuto osservare che (fig. 4) l’andamento dell’indice di
rigidezza alla flessione per i provini di cartone (calcolato come
rapporto percentuale tra la rigidezza a flessione MD e CD);
tale andamento dovrebbe essere lineare .
240
grammature [g/m²]
Fig. 3a
220
8
200
[kPa*m²/g]
%
7
6
180
160
5
140
4
120
1,40
3
30
50
70
90
110
130
1,60
Fig. 3b
Il rapporto tra SCT in direzione macchina e in direzione
trasversale è frequentemente usato nella pratica industriale per
verificare l’esattezza delle prove in quanto dovrebbe rientrare
in un range approssimato di 2 (vedi fig.4). La maggiore
compattezza di risultati si è ottenuta per le carte provenienti da
riciclato (fig 5a)
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
50
70
90
110
2,00
2,20
2,40
Fig.4
grammature [g/m²]
30
1,80
proportion SCT MD/SCT CD
150
130
150
Grammature g/m²
Fig.4 Andamento del rapporto di SCT MD e SCT CD per tutte le
carte analizzate
CONCLUSIONI
2
I test sulle grammature più leggere (da 40 a 60 g/m ) sono
risultati affetti da alta varianza dettata dal fatto che prelevando
campioni dal bordo o dal centro della larghezza della bobina si
è riscontrata una forte differenza di valori di SCT in entrambe
le direzioni; tutto ciò dovuto probabilmente a una formazione
del foglio non perfettamente omogenea.
I test per ricavare l’indice di scoppio per queste grammature
sono stati di difficile implementazione in quanto si sono resi
necessari dei cambiamenti nelle impostazioni ordinarie della
macchina di prova (il limite di forza per arrivare a rottura è
stato incrementato di 4 kPa) al fine di ottenere dei risultati.
2
Infatti l’indice di scoppio del liner da 40 g/m è risultato essere
elevatissimo (4,93 kPa*m² /g). Probabilmente questi tipi di
carte hanno maggiore flessibilità.
I valori di ECT calcolati con la Eq. (2) sono pressocchè
simili ai valori ottenuti con le prove di ECT. Quindi il range di
validità della formula può essere esteso anche a carte di questo
peso. L’ECT index si è rivelato ad un valore intorno al 74% il
che è un buon risultato se comparato all’esperienza della
azienda (ciò è indice del fatto che il cliente sta usando gli
ondulatori nel miglior modo possibile).Sembra che l’indice di
ECT abbia un andamento parabolico con un massimo intorno
al valore 2 del rapporto tra gli SCT nelle due direzioni (MD e
CD).
Al fine di ottenere maggiore robustezza dei risultati sarebbe
sicuramente necessario incrementare il numero di prove
effettuate e il numero di campioni.
RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
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Principal Scientist
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RIFERIMENTI WEB
http://www.paperweb.mobi
http://www.ptspaper.de/
http://www.uni.com
ENTI DI RIFERIMENTO
G.i.f.c.o. Gruppo Italiano Fabbricanti Cartone Ondulato
T.A.P.P.I. (Technical Association of the Pulp and Paper
Industry)
S.T.F.I. (Swedish Forest Products Research Institute)
Aticelca Associazione Tecnica Italiana per la Cellulosa e la
Carta
Assocarta