Ensayos de papel y cartón según la norma DIN 53109 - Determinación del desgaste mediante el método de la rueda de desgaste.

Ensayos de papel y cartón según la norma DIN 53109 - Determinación del desgaste mediante el método de la rueda de desgaste.

La norma “DIN 53109 Ensayos de papel y cartón - Determinación del desgaste mediante el método de la rueda de desgaste”, publicada por el Instituto Alemán de Normalización (DIN), describe un método de ensayo para evaluar la resistencia a la abrasión (resistencia a la fricción o resistencia a la abrasión superficial) del papel y el cartón.

Ensayos de papel y cartón según la norma DIN 53109 - Determinación del desgaste mediante el método de la rueda de desgaste.

Esta norma describe cómo determinar el desgaste superficial (abrasión) de muestras de papel y cartón, tanto secas como húmedas, mediante una rueda de desgaste giratoria. Esto simula la tensión mecánica a la que pueden estar sometidos los productos de papel durante su manipulación, impresión, embalaje, conversión o uso. Por ejemplo, la fricción contra otras superficies, el transporte en cintas transportadoras o el contacto repetido en aplicaciones cotidianas.

Esta norma se aplica en particular a:

  • Papeles estucados y sin estucar
  • Papeles de impresión
  • cajas de embalaje
  • Papeles especiales que requieren buena durabilidad superficial.

Este método ayuda a los fabricantes, transformadores y laboratorios de control de calidad a evaluar la resistencia a la fricción de la superficie del papel sin que se produzca un desprendimiento excesivo de polvo, desgarros, arañazos o pérdida de recubrimiento.

Esta prueba utiliza un abrasivo rotatorio tipo Taber (normalmente un abrasivo Taber o un probador de ruedas abrasivas), un instrumento de uso común al que se hace referencia en muchas otras normas.

La configuración típica es la siguiente:

  • Una muestra circular de papel o cartón está montada sobre una plataforma giratoria.
  • Se presionan dos discos abrasivos (normalmente CS-10, CS-17 o discos flexibles de caucho de grado similar) contra la superficie con una carga específica (generalmente 500 g o 1000 g por disco).
  • Al girar las ruedas en sentido contrario, el plato giratorio rota y crea un efecto abrasivo.
  • La prueba continúa durante un número específico de ciclos o hasta que se alcanza un punto final determinado (por ejemplo, desgaste visible, una determinada pérdida de peso o un cambio inaceptable en la superficie).
  • Los resultados se expresan generalmente de la siguiente manera:
  • Número de ciclos de grabado necesarios para alcanzar el punto de fallo/finalización.
  • Pérdida de masa después de un cierto número de ciclos (en mg)
  • Evaluación visual de la superficie grabada.

Esta norma incluye disposiciones para realizar pruebas tanto en condiciones secas como húmedas. Esto es importante porque muchos papeles se comportan de manera diferente en presencia de humedad (por ejemplo, los papeles sin recubrimiento o con poco apresto presentan menor resistencia a la abrasión en húmedo).

El equipo básico utilizado en las pruebas es el siguiente:

  • Máquina rotativa de ensayo de desgaste (Taber)
  • Balanza analítica de precisión (para evaluación gravimétrica)
  • Muelas abrasivas (tipos específicos y procedimientos de calibración)
  • Sistema de vacío para eliminar las partículas de desgaste durante las pruebas.

Este método es muy similar a (y se aplica con frecuencia a) los siguientes estándares:

  • ISO 9352 Plásticos - Determinación de la resistencia al desgaste con ruedas abrasivas.
  • Norma ASTM D3884: Guía estándar para la resistencia a la abrasión de tejidos textiles (plataforma giratoria abrasiva).
  • Normas DIN 53754, DIN 53799 y DIN 52347
  • TAPPI T 476 Pérdida por abrasión en papel y cartón

Muchos modelos modernos de Taber incluyen entre sus especificaciones el cumplimiento de la norma DIN 53109.

En la industria papelera, una buena resistencia a la abrasión es fundamental para:

  • Durabilidad de la impresión (sin desprendimiento ni formación de polvo en el papel durante la impresión offset, flexográfica o digital).
  • Rendimiento del embalaje (resistencia a la fricción en las líneas de llenado o durante el transporte)
  • Etiqueta y papel separador
  • Laminados decorativos y para muebles a base de papel

Los bajos valores de desgaste pueden provocar problemas de fabricación, quejas de los clientes o fallos del producto al final de su vida útil.

En resumen, la norma DIN 53109 contiene un método estandarizado para determinar la resistencia a la abrasión del papel y el cartón mediante el método de la rueda abrasiva. El objetivo principal de la norma es proporcionar un procedimiento de laboratorio reproducible para medir la resistencia a la abrasión superficial (desgaste) de una muestra de papel o cartón. Esto es importante en industrias donde los productos de papel están expuestos a fricción y daños superficiales durante su manipulación, procesamiento, impresión, embalaje o uso final.

Según estas normas, el método es aplicable tanto a sustratos de papel y cartón secos como húmedos, lo que refleja las condiciones del mundo real en las que los materiales pueden manipularse con diferentes niveles de humedad.

La resistencia a la abrasión es un indicador de la durabilidad superficial del papel y el cartón. Permite medir la tendencia de la superficie del material a desgastarse al someterse a fricción. Una mayor resistencia a la abrasión generalmente significa una superficie más duradera que mantendrá su integridad y apariencia durante el procesamiento mecánico o el contacto por fricción.

El método de la muela abrasiva especificado en la norma DIN 53109 sigue estos pasos:

  • Preparación de las muestras: Las muestras de papel o cartón se acondicionan y preparan de acuerdo con las normas definidas sobre tamaño y contenido de humedad.
  • Equipo de ensayo: Se utiliza un dispositivo de rueda abrasiva estandarizado. La rueda gira contra la superficie de la muestra de ensayo bajo presión controlada.
  • Condiciones de prueba: Se definieron rutinas separadas para condiciones secas y húmedas para reflejar diferentes entornos de proceso.
  • Procedimiento de prueba: La rueda abrasiva se aplica a cada muestra bajo parámetros específicos (carga, velocidad, número de ciclos).
  • Evaluación: Tras los ciclos de abrasión, se mide el grado de desgaste. Este puede medirse mediante evaluación visual, pérdida de peso, cambios en la superficie u otros criterios, según el método empleado.

Esta norma también detalla la calibración, los métodos de muestreo, los requisitos de los equipos y los formatos de presentación de informes para garantizar la coherencia entre los laboratorios.

La resistencia a la abrasión es uno de los muchos parámetros mecánicos y superficiales que se utilizan en el control de calidad del papel y el cartón. Una alta resistencia a la abrasión es especialmente importante para los materiales utilizados en las siguientes áreas:

  • Las artes gráficas y los medios impresos son campos donde se producen manipulaciones repetitivas y tensiones propias de la impresión.
  • El cartón de embalaje debe resistir la manipulación y la fricción mecánica.
  • Los papeles especializados son aquellos en los que el rendimiento de la superficie afecta a la funcionalidad.

La norma DIN 53109 define un método de prueba común, lo que garantiza que fabricantes, probadores y compradores hablen el mismo idioma al comparar el rendimiento de desgaste entre productos y lotes.

Si bien la norma DIN 53109 se centra en el desgaste, otras normas abarcan diferentes propiedades del papel (por ejemplo, resistencia a la tracción, dureza, rugosidad). La norma DIN 53109 define específicamente las pruebas de desgaste por abrasión superficial.

En conclusión, la norma DIN 53109 proporciona un método claro y reproducible para determinar la resistencia del papel y el cartón a la abrasión superficial por fricción. Esta prueba estandarizada con rueda abrasiva facilita el control de calidad en la producción, la comparación de materiales y las especificaciones de rendimiento de diversos productos de papel.

Durante muchos años, nuestra organización, con su personal competente y experimentado, ha comprendido las necesidades de sus clientes, brindándoles los servicios de pruebas avanzadas que requieren y asistiéndolos en el establecimiento, implementación y mejora de sistemas de gestión. En este marco, también ofrecemos servicios de pruebas conforme a la norma DIN 53109.

WhatsApp