REVISTA OFICIAL de la Asociación de Corrugadores del Caribe, Centro y Suramérica (ACCCSA)
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1. CAMPO DE ACCIÓN

 

1.1 Este método describe un procedimiento para determinar el coeficiente de fricción estática del papel que se mide cuando se desliza sobre sí mismo. Se utiliza el procedimiento del plano inclinado.

1.2 A pesar de que el método es básico en concepto, se ha desarrollado una declaración de precisión de papeles de escritura y para impresión sin revestimiento. Aunque el uso del método se recomienda para esos grados únicamente, puede usarse con otros tipos de papel si se da atención específica a las características especiales del papel y si se entiende que la precisión no sería la misma.

1.3 El coeficiente estático de fricción (CEF) se relaciona con la fuerza que se necesita para iniciar un movimiento entre dos superficies, en tanto que el CEF cinético tiene relación con la fuerza necesaria para permitir que el movimiento continúe a una velocidad uniforme. El CEF cinético no puede medirse con este método. Tanto el CEF cinético como el CEF estático pueden medirse en TAPPI T 549.

1.4 Se describe un método del plano horizontal en TAPPI T 549 que da resultados similares. La elección del método depende del equipo con que se cuente y la de los medios de medición.

1.5 La determinación de esta característica para los materiales de empaque se describe en TAPPI T 503, TAPPI T 542, TAPPI T 815, y TAPPI T 816. Los métodos difieren en los materiales de empaque de prueba, las dos muestras pueden deslizarse tres veces entre sí con un ángulo de inclinación que se determina en el tercer deslizamiento, mientras que en este método, el ángulo se determina desde el primer deslizamiento.

2. DOCUMENTOS A LOS QUE SE HACE REFERENCIA

 

2.1 Métodos de prueba TAPPI: TAPPI T 400 “Recopilación de muestras de prueba y aceptación de un lote único de papel, cartón, cartón de fibra o producto afín”. TAPPI T 402 “Atmósferas estándar de acondicionamiento y prueba para papel, cartón, hojas de pulpa y productos afines”. TAPPI T 409 “Dirección de la máquina del papel y del cartón”. TAPPI T 455 “Identificación del lado del hilo del papel”.

2.2 ASTM Estándar D 3460 “Papel bond blanco con filigrana y papel bond sin filigrana, papel mimeógrafo, papel duplicador y papel xerográfico para oficina”.

3. TERMINOLOGÍA

3.1 Fricción: la fuerza de resistencia que aparece cuando la superficie de una sustancia se desliza o tiende a deslizarse sobre una superficie adjunta de sí misma o de otra sustancia. Entre las superficies de los sólidos en contacto existen dos clases de fricción: (1) la resistencia que se opone a la fuerza necesaria para comenzar a mover una superficie sobre otra y (2) la resistencia que se opone a la fuerza que se necesita para continuar moviendo una superficie sobre otra a velocidad constante.

3.2 Coeficiente de fricción (CEF), es la proporción de fuerza de fricción que se opone al movimiento de la superficie que está en evaluación a la fuerza aplicada normal a esa superficie (el peso del material encima de esa superficie).

3.3 Coeficiente de fricción o fricción de arranque: es la razón de la fuerza que se opone al movimiento inicial de las superficies a la fuerza normal.

3.4 Coeficiente de fricción cinética o fricción de deslizamiento: es la razón de fuerza necesaria para mantener el movimiento relativo uniforme de las superficies, a la fuerza normal.

4. RESUMEN

 

Se sujeta una muestra de papel en un plano inclinado y otra se sujeta a una guía con una cara de hule. La guía se coloca en el plano inclinado y el plano se eleva hasta que la guía comience a deslizarse. El coeficiente de fricción estática es igual a la tangente del ángulo en donde comienza el deslizamiento.

5. IMPORTANCIA Y USO

5.1 El coeficiente de fricción de los papeles para impresión y para escribir es un indicador de la facilidad con que se deslizará sobre la siguiente, la que una hoja en la parte superior o en la parte inferior de una pila de papel, tal como sucede en la parte sin alimentación de una prensa para impresión con alimentador de hojas o el transportador de hojas de una fotocopiadora. Se necesita un coeficiente de fricción mínimo para evitar la alimentación doble de cualquier hoja.

5.2. Como cada hoja se remueve de la pila una sola vez, se realiza un solo deslizamiento de cada par de muestras y se registra el valor.

6. APARATO (GRAF.1)

6.1 Plano inclinado: Una superficie plana, con una bisagra para permitir que se incline, con una superficie superior lisa incompresible que puede ser de metal, madera, vidrio o plástico con un ancho de 25 mm como mínimo (1 pulg.9 y más ancha que la guía y con la longitud suficiente para permitir que la guía se mueva como mínimo 15mm (5/8 pulg.)). El plano tiene una mordaza en el extremo para sujetar la muestra de prueba al plano.

6.2 Guía, un bloque metálico de 63.5 x 63.5 mm (2.5 x 2.5 pulg.) con la superficie inferior con una cara de hule que pesa un total de 200 g. El tamaño y el peso del cloque metálico no son críticos pero la guía especificada ha resultados satisfactoria. Es recomendable un medio para sujetar la muestra a la guía, pero no es necesario si la superficie inferior se cubre con hule suave de 3 mm (1/8 pulg.) de espesor.

6.3 Medios para aumentar suavemente la inclinación del plano de la horizontal a través de un arco de al menos 45º a una tasa de 1.5 ± 0.5%seg.

6.4 Medios para indicar el desplazamiento angular del plano dentro del 0.5º.

6.5 Medios para determinar si el plano está nivelado en todas las direcciones al comienzo de la prueba y patillas ajustables para permitir el ajuste de nivelación.

6.6 Cortador de papel para cortar las muestras de prueba.

Nota 1: La vibración proveniente de fuentes externas puede afectar los resultados.

7. RECOPILACIÓN DE MUESTRAS Y PREPARACIÓN DE LAS MUESTRAS DE PRUEBA

7.1 La muestra, seleccionada de acuerdo a TAPPI T 400, debe tener forma de una resma terminada o de una muestra “alzada” de una bobina. Una alzada es una pila de hojas de cerca de 13 cm (0.5 pulg.) que se corta de una bobina. La muestra de prueba es tal que la prueba es con el lado del fieltro contra el lado del hilo.

7.2 Preacondicione, acondicione y pruebe en las atmósferas descritas en TAPPI T 402.

7.3 Corte la muestra en pares de ejemplares de prueba de la siguiente forma:

7.3.1 Para muestras de resmas terminadas:

7.3.1.1 Con CEF en dirección a la máquina. Levante una pila de seis hojas consecutivas, marque la dirección de la máquina (T 409) y el lado del fieltro (laso superior) (T455) de la hoja superior, corte dos muestras de cada hoja: una de 100 x 215 mm (4 x 8,5 pulg.) y la ptra de 75 x 130 mm (3 x 5 pulg.). Corte las muestras de modo que la dirección de la máquina esté paralela a la longitud larga. Apile dos juegos de muestras en pilas separadas manteniendo el mismo orden de las hojas en la resma. Tome la hoja superior de la pila de las muestras más grandes y deséchela. Use la segunda muestra más grande junto con la primera muestra de las pequeñas, la tercera de las grandes con la segunda muestra y continúe así, realizando una prueba con cinco pares de muestras de las hojas consecutivas. Sobrará una muestra pequeña (sexta) que se puede desechar.

7.3.1.2 CEF en dirección transversal a la máquina. Siga las instrucciones dadas en 7.3.2.1. pero: corte las muestras de forma que la dirección de la máquina esté paralela a la dimensión más corta.

7.3.2 Para muestras alzadas de una bobina

7.3.2.1 Con CEF en dirección a la máquina. Alce un pila de siete hojas consecutivas, identifique la dirección de la máquina (T 409) y el lado del fieltro (o lado superior) (T 455) de la hoja superior, y corte dos muestras de cada hoja: una de una de 100 x 215 mm (4 x 8,5 pulg.) y la otra de 75 x 130 mm (3 x 5 pulg.). Corte las muestras de modo que la dirección de la máquina esté paralela a la dimensión más larga. Deseche la hoja superior de cada apilamiento y evalúe cinco pares de muestras. Cada par proviene de la misma hoja. Deseche las hojas del fondo.

7.3.2.2 CEF en dirección transversal a la máquina. Siga las instrucciones en 7.3.2.1. pero: corte las muestras de manera que la dirección de la máquina esté paralela a la dimensión más corta. Descarte la hoja superior de cada apilamiento y evalúe cinco pares de muestras. Cada par proviene de la misma hoja. Deseche las hojas del fondo.

8. PROCEDIMIENTO

8.1 Revise y ajuste el instrumento para que esté nivelado en ambas direcciones, por medio de un nivel de burbuja o un instrumento de nivelación incorporado al instrumento.

8.2 Con CEF en dirección a la máquina. Seleccione un juego de muestras cortadas con la dirección del hilo paralela a la dimensión larga, 7.3.1.1 o 7.3.2.1.

8.2.1 Coloque la muestra más grande, 100 x 215 mm (4 x 8.5 pulg.) sobre el plano con la parte superior (fieltro) hacia arriba, deslizando la orilla de 100 mm (4 pulg.) debajo de la mordaza. Manipule las muestras de papel solamente por las orillas.

8.2.2 Coloque la muestra más pequeña, 75 m x 130 mm (3 x 5 pulg.) en la parte superior de la más grande con el lado del hilo hacia abajo y las direcciones del hilo paralelas. Sujete la orilla de 75 mm en una mordaza. Coloque la guía en la parte de arriba de la muestra más pequeña.

8.2.3 Incline el plano según la tasa especificada. Cuando la guía comience a moverse, detenga de inmediato el movimiento del plano. Lea el desplazamiento angular del plano a los 0.5º más próximos y registre.

Nota 2: Algunos instrumentos tienen un instrumento eléctrico/ mecánico que detiene la inclinación del plano al primer movimiento de la guía. Revise para ver si no hay tiempo de retardo entre el movimiento de la guía y el mecanismo de elevación del plano.

8.2.4 Evalúe los pares restantes de muestras en forma idéntica.

8.2.5 Cálculos. Determine la tangente del ángulo en donde comenzó el deslizamiento. Calcule el promedio de las cinco determinaciones (Vea la Tabla 1). Este es el coeficiente de fricción estática. También calcule la desviación estándar.

8.3 CEF en dirección transversal a la máquina. Selecciones un grupo de muestras cortadas con la dirección del hilo paralela a la dimensión corta, 7.3.1.2 o 7.3.2.2.

8.3.1 Repita el procedimiento descrito en 8.2.1 hasta 8.2.5.

9. REPORTE

9.1 Reporte el coeficiente de fricción estática y la desviación estándar para ambas direcciones.

9.2 Reporte si tomó la muestra de una muestra terminada o de una alzada.

10. PRECISIÓN Y SESGOS

10.1 Variabilidad entre laboratorios (condiciones de repetibilidad).

10.1.1 Desviación estándar de repetibilidad.

La desviación estándar de .036 para las determinaciones individuales de prueba y el 0.016 del promedio de las cinco determinaciones se obtuvo usando este procedimiento en los papeles para escribir del tipo descrito en D3469 que tienen un coeficiente de fricción estática que varía de 0.40 a 0.70.

10.1.2 Límite de repetibilidad. Aproximadamente un 95% de las veces, los dos resultados de prueba del promedio de los cinco grupos diferirán en menos de 2.77 veces la desviación estándar de repetibilidad. Para estos papeles el límite de repetibilidad de 95% por tanto fue 2.77 x 0.016 = 0.045.

10.2 Variabilidad entre laboratorios (condiciones de reproducibilidad). Esta información se recopilará cuando se publique el método.

11. INFORMACIÓN ADICIONAL

11.1 Fecha efectiva de emisión: 10 de abril de 1990.

12. REFERENCIAS

12.1 Un reporte relacionado con la declaración de precisión entre laboratorios está en los archivos de TAPPI.

APÉNDICE

(Información no obligatoria)

A.1 Importancia e interpretación del método de prueba. La sección 7.1. describe el procedimiento para seleccionar la muestra de dos formas que dependen de la forma del papel que se evaluará. La sección 7.3. describe el procedimiento para preparar las muestras de prueba dependiendo de la forma del papel que se evaluará. La recopilación de muestras de una resma del tipo que se emplea comúnmente para alimentar las prensas para impresión y las fotocopiadoras se describe en 7.3. Recolectar muestras de un papel en una bobina se describe en 7.3.2.

A.1.1 Muestra de una resma. En el proceso de fabricación de convertir el papel de bobinas a hojas, es una práctica común combinar el papel continuo de dos o más bobinas en el equipo de procesamiento. Como resultado, las hojas sucesivas en la pila de papel cortado representan las relaciones entre pruebas sucesivas. Esto es comparable a la forma en que las hojas son alimentadas en la prensa o en la fotocopiadora.

A.1.1.1 Si hay necesidad de determinar el CEF de una hoja individual en tal forma que reciba influencia de la hoja adyacente de otra bobina, el operador puede seleccionar una única hoja, preparar un par de muestras de prueba y evaluar según las instrucciones dadas.

A.1.2 Muestra de una bobina. Si el papel que se evaluará está en forma de bobina, las muestras se seleccionan como se describe en 7.3.2. Los resultados de las pruebas no recibirán influencia de otras hojas.

A.1.3 Hay que tener cuidado de orientar las direcciones de corrida de las muestras de prueba superiores e inferiores para que estén en la misma dirección.

 
 

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