Un imballaggio flessibile che si apre lungo la saldatura, una guarnizione in elastomero che cede a partire da un piccolo intaglio, un’etichetta che si stacca dal supporto prima del previsto: sono tutti casi in cui il materiale non ha ceduto per mancanza di resistenza a trazione, ma per la propagazione di una rottura già innescata o per il distacco di due strati uniti. Il collaudo a trazione tradizionale non intercetta questi difetti, perché misura una grandezza diversa.
Capire come misurare resistenza allo strappo e alla lacerazione significa scegliere una geometria di provino che concentri la sollecitazione dove il difetto nasce e poi seguire una sequenza operativa ripetibile. La lacerazione valuta l’energia necessaria a far avanzare un intaglio; lo strappo, o pelabilità, valuta la forza necessaria a separare due strati incollati o saldati. Sono due domande distinte e richiedono prove distinte.
La procedura che segue vale per elastomeri, film plastici, non tessuti, laminati e nastri adesivi. I riferimenti normativi principali sono ISO 34-1 per le gomme, ISO 6383 e ASTM D1938 per i film, ISO 9073-4 per i non tessuti e ASTM D3330 per gli adesivi sensibili alla pressione. Ogni passaggio, dalla fustellatura del provino alla dichiarazione del risultato, incide sulla dispersione dei dati più di quanto si tenda a stimare.
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Scegliere la prova in base a ciò che si vuole dimostrare
Il primo passo non riguarda la macchina ma l’obiettivo. Se si deve dimostrare la resistenza alla propagazione di un intaglio già presente, si esegue una prova di lacerazione; se si deve dimostrare la tenuta di due strati incollati o saldati, si esegue una prova di pelabilità. Da questa scelta discende la geometria del provino: il provino a pantalone e quello ad angolo, con o senza intaglio guidato, per la lacerazione degli elastomeri; il trapezio per tessuti e non tessuti; la pelatura a 90° e a 180° e la prova a T per adesivi, laminati e saldature. Applicare la geometria sbagliata produce numeri coerenti fra loro ma privi di significato rispetto al difetto che si vuole prevenire.
Come misurare resistenza allo strappo e alla lacerazione: i provini
Il provino va ricavato con fustella affilata e in buono stato: un bordo irregolare, sfilacciato o con microintagli casuali innesca la rottura in anticipo e abbassa il valore misurato, falsando il confronto fra lotti. Il numero minimo di repliche è fissato dalla norma applicata ed è tipicamente di cinque provini per condizione. Va dichiarata anche la direzione di prelievo rispetto alla direzione di produzione: materiali laminati, estrusi o tessuti sono anisotropi e vanno provati in entrambe le direzioni, longitudinale e trasversale, perché i valori possono differire in modo sostanziale. Prima della prova i provini vanno condizionati in temperatura e umidità controllate per il tempo previsto, altrimenti la rigidezza del materiale al momento della prova non è nota.
Impostazione della macchina e degli afferraggi
La cella di carico va scelta in modo che il valore atteso cada nella parte utile della scala: una cella troppo ampia rispetto alle forze in gioco lavora vicino allo zero, dove l’incertezza relativa è massima. Gli afferraggi devono trattenere il provino senza danneggiarlo, perché una morsa troppo aggressiva crea un intaglio parassita e una troppo debole lascia slittare il materiale. Vanno impostate la distanza iniziale fra le morse e la velocità di trazione prescritta dalla norma: su elastomeri, film e adesivi il comportamento è viscoelastico e la velocità cambia il risultato, quindi non è un parametro libero. Per la pelatura serve inoltre il dispositivo che mantiene costante l’angolo durante tutta la corsa.
Esecuzione della prova e criteri di lettura della curva
Si parte con il provino teso ma non precaricato: un precarico non dichiarato sposta l’origine della curva e altera l’energia calcolata. Durante la corsa si registra la curva forza-allungamento, che in queste prove non ha un picco unico ma un andamento a denti di sega tipico della propagazione. I criteri di valutazione previsti dalle norme sono tre: la forza massima, la forza media calcolata sulla zona stabile di propagazione e l’energia, cioè l’area sottesa. Vanno scartate e ripetute le prove in cui la rottura avviene fuori dalla zona utile, per esempio in prossimità della morsa, e quelle in cui si osserva slittamento del provino nell’afferraggio: entrambe le condizioni restituiscono valori non rappresentativi del materiale.
Espressione del risultato e verifica periodica
Il valore finale non è una forza nuda: va riferito allo spessore del provino oppure alla sua larghezza, secondo quanto prescrive la norma applicata, ed espresso nell’unità corrispondente. Il rapporto di prova deve riportare geometria del provino, direzione di prelievo, condizioni di condizionamento, velocità e criterio di calcolo adottato: senza questi dati il numero non è confrontabile con nessun altro. La catena di misura va infine verificata a intervalli regolari secondo ISO 7500-1, che stabilisce le classi di accuratezza della macchina di trazione.
Metodi, geometrie di provino e norme di riferimento sono trattati in dettaglio nella pagina dedicata alla Resistenza allo strappo e alla lacerazione.
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