REVISTA OFICIAL de la Asociación de Corrugadores del Caribe, Centro y Suramérica (ACCCSA)
Edición 42 Enviar link por correo electrónicoEnviar link de este artículo

http://www.corrugando.com/edicion42/image_0058.jpg

1. CAMPO DE ACCIÓN

1.1 Este método describe un procedimiento que usa un equipo tiempo péndulo para determinar dos propiedades de ruptura por tensión del papel y del cartón, a saber, la fuerza por ancho unitario que se necesita para romper una muestra (resistencia a la tensión) y el porcentaje de elongación al momento de la ruptura (elongación) (1).

1.2 Este procedimiento es aplicable a todos los tipos de papel y de cartón (a e empecino del cartón corrugado) dentro de las limitaciones del instrumento empleado. Este procedimiento no es apropiado para determinar las propiedades elásticas del papel y del cartón.

1.3 TAPPI T 494 “Propiedades de ruptura por tensión del papel y del cartón (usando un aparato de tasa constante de elongación)” describe un procedimiento para determinar las mismas propiedades por medio de un EWUIPO de tasa constante de elongación. Debido a las diferencias inherentes en la forma en que se aumenta la fuerza de tensión, los dos métodos podrían no producir los mismos retirados en el mismo material de prueba.

1.4 Para la resistencia a la tensión en húmedo, refiérase a TAPPI T 456 “Resistencia a la ruptura por tensión en húmedo del papel y del cartón”.

2. IMPORTANCIA

2.1 La resistencia a la tensión es un indicativo de la utilidad de muchos papeles como el papel continuo, el de envoltura, la cinta engomada y la de bolsas, los papeles crepé, como las cubiertas de los cables, papel de seda y papel para toallas, que están sometidos a fuerzas directas de tensión.

2.2 La elongación, con rigidez a la inclinación, es un indicativo de la capacidad del papel para adaptarse a un perfil deseado y por tanto, es importante para los papeles crepé, los papeles para toalla, los papeles flexibles para empaque y el médium para corrugación.

3. DEFINICIONES

3.1 Resistencia a la tensión, la fuerza máxima de tensión por ancho unitario desarrollada en una muestra de prueba al momento de la ruptura o una ruptura bajo las condiciones prescritas.

3.2 Elongación, la resistencia a la tensión desarrollada en una muestra de prueba a una resistencia a la tensión máxima antes de romperse bajo las condiciones prescritas. La resistencia se expresa como un porcentaje, por ejemplo, cien veces la tasa de aumento en la longitud de la muestra de prueba con respecto a la longitud original de prueba.

4. APARATO

4.1 Máquina de prueba de tensión que cumpla con los siguientes requerimientos:

4.1.1 Medios para aplicar una carga en aumento a la muestra hasta que se rompa, en donde el aumento es tal que la carga adicional que se aplica a cada segundo no difiera en más de un 5% de la carga adicional que se aplicó en el segundo anterior.

4.1.2 Medios para indicar la fuerza de carga en el instante de ruptura de la muestra de prueba, legible dentro de un 1%.

4.1.3 Medios para indicar la elongación de la muestra de prueba hasta el instante de ruptura total dentro de los 0.5mm (0.02).

4.1.4 Dos mordazas de sujeción, cada una con una línea de contacto para sujetar la muestra, con la línea de contacto perpendicular a la dirección de la carga aplicada y con un medio para ajustar la presión de sujeción. Las superficies de sujeción de las dos mordazas deben estar en el mismo plano y con alineadas de manera que sostengan la muestra de prueba en ese plano durante la prueba.

Nota 1: La “línea de contacto” describe una zona que resulta de la sujeción de la muestra entre una superficie cilíndrica y una plana o entre dos superficies cilíndricas cuyos ejes son paralelos (2).

Nota 2: Las superficies planas de sujeción pueden usarse si solo se va medir la resistencia a la tensión. Puede presentarse problemas de deslizamiento y dar medidas de elongación equivocadas.

4.1.5 Medios para determinar la distancia entre los dos pares de mordazas a 180 ± 0.5 mm al principio de la prueba. (Para casos especiales en donde puede usar una distancia menor, vea la nota 4).

4.2 Cortador de muestras, para contar muestras del ancho requerido con lados rectos paralelos. Las orillas mal cortadas darán resultados anormales de prueba.

5. PREPARACIÓN Y CALIBRACIÓN DEL APARATO

5.1 Preparación

5.1.1. Mantenimiento de la máquina de prueba: inspeccione regularmente la máquina para controlar su limpieza y si presenta algún daño. Limpie la máquina y rectifique cualquier falla de acuerdo a las instrucciones del fabricante del instrumento.

5.1.2 Ajuste de la máquina de prueba: nivele la máquina con precisión en sus dos direcciones principales. Alinee las mordazas de sujeción para que sostengan la muestra en el plano de la carga aplicada a través de la prueba.

5.1.2.1 Coloque las mordazas de forma que la longitud de la prueba sea como la que se especifica (4.1.5). Verifíquela midiendo la longitud de prueba resultante, por ejemplo, midiendo la distancia entre los centros de las impresiones de línea de las mordazas producidas en las tiras de aluminio delgado.

5.1.2.2 Determine la presión de sujeción apropiada para que no ocurra ni deslizamiento ni daño de la muestra (Ver apéndice A1).

5.2 Calibramiento de la máquina de prueba.

5.2.1 Calibre el mecanismo de medición de la carga con pesos estándar por medio del método de carga de peso muerto; es decir, obtenga las lecturas en diez puntos espaciados en forma pareja a través de la escala, aplicando los pesos conocidos con aumentos en incremento a la mordaza que acciona el mecanismo indicador o el de registro. Si las lecturas difieren de las cargas aplicadas correspondientes en más de un 0.5%, construya una curva de corrección de la lectura a escala contra la carga real aplicada.

5.2.2 Cuando calibre el aparato de prueba tipo péndulo, determine el efecto de la fricción sobre los retenes de la siguiente forma:

(a) con los retenes engranados como lo hacen durante el uso normal, permita que el peso de calibración ejerza su fuerza bajándolo cuidadosamente en forma manual a una velocidad un poco más baja que la que se usa en la prueba real.

(b) con los retenes acuñados con un pedazo pequeño de papel doblado en dos, aplique suavemente el mismo peso de calibración y permita que el péndulo se equilibre. Si la lectura con (a) es menos que la lectura con (b), entones la fricción de los retenes es más importante; por tanto, reduzca la fricción lo más que pueda aceitándolos o por otros medios. Si la lectura con (a) permanece menor que la lectura con (b), calibre la escala con el método (a). Si la lectura con (a) es mayor que la lectura con (b) la fricción e menos importante que la inercia; por tal razón, calibre con el método (b).

5.2.3 Calibre el mecanismo de medida de extensión con calibradores de vernier internos en todo el rango de carga de interés. Construya una curva de corrección que relacione el movimiento de las mordazas y el movimiento correspondiente del mecanismo de medida de extensión. (Ver apéndice A5).

6. RECOPILACIÓN DE MUESTRAS Y MUESTRAS DE PRUEBA

6.1 Obtenga una muestra del papel de acuerdo a TAPPI T 400 “Recopilación de muestras y aceptación de un lote único de papel, cartón, cartón para cajas o productos afín”.

6.2 Preacondicione y después adicione la muestra en la atmósfera que especifica TAPPI T 402 “Atmósferas estándar de prueba y acondicionamiento para papel, cartón, hojas de pulpa y productos afines”. Antes de cortar las muestras.

Nota 3: La exposición del papel a una humedad relativa alta antes de preacondicionar y acondicionar puede conducir a un aumento considerable en la elongación (3). Es muy importante proteger cuidadosamente la muestra desde el momento de la recopilación hasta que se evalúe.

Para cada unidad de prueba de la muestra, corte 10 muestras en cada dirección principal del papel. Las muestras deben tener 25.4 ± 1 mm (1.00 ± 0.04 pulg.) de ancho con los lados paralelos en 0.1 mm (0.004 pulg.) y con suficiente longitud para sujetarlas en las mordazas cuando están a 180 mm (aproximadamente 7 pulgadas) de separación, dejando suficiente longitud para poder remover cualquier parte floja o suelta de la tira antes de sujetarla. Compruebe que las franjas no tengan marcas de agua, anormalidades, orillas cortadas, pliegues o arrugas (ver Apéndices A2 y A4).

Nota 4: Algunas dimensiones de los productos (por ejemplo, el papel higiénico) son menores que la longitud requerida de 180 mm. En esos casos, use la longitud más larga de prueba que pueda lograr y registre en el reporte la longitud que usó.

7. PROCEDIMIENTO

7.1 Realice la prueba en una atmósfera de prueba de acuerdo a TAPPI T 402 “Atmósferas estándar de acondicionamiento y prueba para el papel, el cartón, las hojas de pulpa y producto afines”.

7.2 Alinee y sujete la muestra primero en la mordaza superior y después de remover cualquier parte suelta, sujétela en la mordaza inferior; haga una carga previa de la muestra si es necesario. La alineación correcta del papel en las mordazas evitará las rupturas ocasionadas por rasgones que causan las mordazas. Evite tocar con los dedos el área de prueba entre las mordazas. (Ver apéndice A2).

7.3 Cargue cada muestra de la siguiente forma hasta que se rompa ajustándola a la velocidad de la máquina para que el tiempo promedio de ruptura esté entre 5 y 15 segundos. Se puede extender el tiempo a 30 segundos cuando se evalúa papeles con gran elongación como el crepé y los papeles extensibles. (Ver apéndice A3).

Nota 5: En caso de disputa, el tiempo promedio de ruptura debe ser 10 ± 2 seg.

7.3.1 Rechace las lecturas provenientes de franjas individuales si se desliza o se rompe en la orilla de las mordazas.

8. REPORTE

8.1 Para cada unidad de prueba y en cada dirección, reporte para tres resultados significativos:

8.1.1 La resistencia a la tensión promedio den DM y DT y la desviación estándar en kilonewtons por metro (kN/M) y (si lo desea) en libras por pulgada (lbf/pulg.)

8.1.1.1 Conversiones adicionales: 1kN7m es igual al 5.71 lbf/pulg Y 1 Kn/m es igual a 1.02kgf/cm.

8.1.2 La elongación promedio DM y DT y la desviación estándar como un porcentaje.

8.2 El tiempo promedio de ruptura de las pruebas DM y DT separadamente.

8.3 Reporte la cantidad de evaluaciones rechazadas y la razón del rechazo.

8.4 Reporte cualquier variación del procedimiento de prueba, como cuando tiene que usar una muestra corta.

Nota 6: La resistencia a la tensión de las hojas de pulpa se calcula generalmente como la longitud de ruptura y /o el índice de tensión (Ver TAPPI T 220 “Prueba física de las hojas de pulpa”).

Nota 7: Algunos grados de cartón necesitan el reporte del esfuerzo de tensión. El esfuerzo de tensión (kN/m² o psi) se obtiene dividiendo la resistencia a la tensión entre el espesor de la muestra.

9. PRECISIÓN

9.1 Repetibilidad (en un laboratorio): 4.1% (resistencia a la tensión); 10.2 (elongación).

9.2 Reproducibilidad (entre laboratorios): 12.8% (resistencia a la tensión); 28.5 (elongación).

9.3 Comparabilidad (entre materiales): 7.1% (resistencia a la tensión); 19.6 (elongación).

9.4 Esos valores se basan en los datos de los Reportes 25 al 70 de TAPPI CRP. La precisión de la resistencia a la tensión se basa en datos provenientes de 42 laboratorios y 5 materiales diferentes. La precisión de elongación se basa en datos provenientes de 12 laboratorios y 4 materiales distintos.

Se advierte al lector que este análisis se basa en evaluaciones reales de la tensión en una fábrica / laboratorio con instrumentos o procedimientos que podrían no concordar con este método. Esta información se brinda como una indicación de una variación potencial en la evaluación de la resistencia a la tensión que puede existir en la industria.

10. INFORMACIÓN ADICIONAL

10.1 Fecha efectiva de emisión: 8 de junio de 1992.

10.2 Métodos relacionados: TAPPI T 494 “Propiedades de Ruptura por tensión del papel y del cartón (usando un aparato de tasa constante de elongación)”; APPITA P 425 “Resistencia a la tensión de papel para sacos para embarque (25.4 mm de ancho),” P 404 “Resistencia a la tensión del papel y del cartón (15 mm de ancho),” Technical Association of the Australian and New Zealand Pulp and Paper Industry, Parkville, Australia; AFNOR 003- 001, Association Francaise de Normalisation, Paris, Francia; ASTM D 828 “Resistencia a la tensión de ruptura del papel y del cartón”, Canadian Pulp and Paper Association, Montreal, Canadá; ISO 1924, “Determinación de la resistencia a la tensión del papel y del cartón”, Internacional Organization for Standardization, Geneva, Switzerland; SCAN P 16, “Resistencia a la tensión y esfuerzo del papel y del cartón por medio de un aparato de prueba de péndulo”, Scandinavian Pulp, Paper and Board Testing Committee, Stockholm, Sweden; VZPCI; V12, Zellcheming, Germany.

10.3 Excepto a lo que se indicó, todos los métodos anteriores especifican un ancho preferido de 15 mm para la muestra.

APÉNDICE

A.1 Presión de sujeción.

A.1.1 Las mordazas de sujeción planas no presentan ningún problema cuando solamente se realiza pruebas de tensión. Se permite cierto grado de deslizamiento siempre que no provoque una ruptura en la línea de sujeción; no obstante, no puede haber deslizamiento cuando se están realizando determinaciones de elongación.

Nota A1: Los papeles preparados con los materiales mucho más hidratados o batidos como el papel para calcar y el papel pergamino, presentan el problema agarre más difícil. Por esto, se recomienda ajustar la presión de sujeción para realizar la evaluación con un papel para calcar más fuerte. La presión de sujeción ajustada para dar resultados satisfactorios con este papel para calcar será apropiada para la prueba de una gran variedad de papeles de peso y rangos intermedios. El uso de presiones excesivamente altas lo demuestran las rupturas en línea recta en la zona de sujeción e inmediatamente adyacente a ella, mientras que el uso de una presión demasiado baja muestra una discontinuidad de abrupta en la curva de cargaelongación o una falla de la muestra más allá de la zona sujeta, o, cuando la prueba continua, una impresión más ancha que la anormal en la línea de sujeción.

A.2 Carga inicial.

A.2.1 General. La carga inicial en las franjas especificada en este procedimiento es eliminar toda la ondulación que pueda estar presente. Con la mayoría de los papeles, esta pequeña carga inicial no provocará ninguna extensión considerable más que la de eliminar el defecto mencionado. El valor de la tensión inicial no es crítico para los papeles planos; por lo tanto, excepto para un trabajo muy preciso, es suficiente con remover las ondulaciones aplicando una ligera tensión con los dedos a la franja antes de estirarla en la mordaza.

A.2.1.1 Papel crepé. Para evaluar el papel crepé, siga el procedimiento en A.2.1. pero, si es necesario, reduzca la longitud de la muestra para permitir que la elongación esté dentro del rango del mecanismo indicador y no aplique más tensión inicial antes de sujetarla de la que se necesita para desencorvarla (ver A4).

A.2.2 Carga preliminar. Sujete en forma firme un extremo de cada franja en la mordaza superior después de colocar la franja holgadamente en la mordaza inferior y revisar la alineación. Luego aplique una fuerza inicial de 2.2 N (0.5lbf) a cada franja antes de sujetar, excepto con los papeles demasiado débiles para resistir la fuerza.

A.2.2.1 En este último caso, someta dos o tres muestras de prueba de la misma muestra de papel a una prueba preliminar de tensión y aplique una tensión inicial igual a 10 ± 2.5% de la carga promedio de ruptura determinada para cada franja mientras que se sujeta. Con el aparato en el que la muestra se sujeta en forma vertical, esto se hace convenientemente sujetando un peso apropiado temporalmente al extremo inferior que sobresale de la franja antes de hacer tensión en la mordaza inferior. Sujete con firmeza ambo extremos de la franja y aplique la carga.

A.3 La evaluación de elongación para algunos papeles no recibe influencia apreciable de la tasa de carga, mientras que para otros, especialmente los papeles crepé, duplicar la tasa de carga puede aumentar el resultado hasta en un 5% de la cantidad registrada.

A.4 Longitud de la muestra. Si emplea una distancia más pequeña entre las mordazas, debe esperar un valor de elongación más grande porque la elongación después de que la fractura inicial se presenta es apreciable y no depende de la longitud de la franja que se utilizó. Como la prueba de resistencia a la ruptura por tensión, el efecto de la longitud de una franja sobre la elongación depende un poco de la formación de la hoja. Además, la indicación precisa de elongación para las franjas mucho menos de 180 mm es cuestionable a menos que se emplee un aparato inusualmente bueno. La variación del ancho de la muestra de prueba entre los 12 mm y los 25 mm con una tasa de carga proporcionada, no tendrá mucha influencia en los resultados de la prueba, excepto para los papeles de fibra larga sin batir en donde las diferencias pueden ser apreciables, quizá un 10% de la cantidad registrada.

A.5 Para un trabajo preciso o para papeles que tienen un estiramiento relativamente bajo (menos de un 2%), el aditamento de estiramiento que se coloca al aparato de prueba de péndulo no es muy preciso debido a las deficiencias en el mecanismo de liberación. Los instrumentos de la tasa constante de elongación (TCE) con amplificación electrónica y registrador son mejores. 

 
 

Documentación

Índice de Manuales Técnicos 

NUEVO FACEBOOK

Asociación de Corrugadores

Directorio

 

Empresas Corrugadoras

en América Latina