I laboratori di Stazione Sperimentale del Vetro dispongono della strumentazione più completa per la caratterizzazione meccanica dei contenitori in vetro. I nostri tecnici specializzati supportano l’industria vetraria nella scelta delle più opportune metodologie di test normati, nell’eventuale definizione di procedure e attrezzature di prova custom e nell’interpretazione dei risultati analitici.
La natura fragile del vetro impone che la valutazione dell’affidabilità e della resistenza meccanica dei prodotti sia effettuata su un campione statistico sufficientemente rappresentativo.
La misura della resistenza alla pressione interna di bottiglie e flaconi risulta di particolare importanza nel caso di contenitori destinati a contenere bevande ricche di anidride carbonica (soda-pops, birra, spumanti, champagne, ecc), ma è spesso applicata anche al resto dei contenitori in quanto è in grado di sottoporre a stress di trazione (conseguenti alla pressione idrostatica) l’intera bottiglia, a tutto vantaggio dell’affidabilità del controllo prestazionale (tutti i possibili difetti / concentratori di sforzo sono infatti sollecitati).
La prova viene eseguita seguendo la norma UNI EN ISO 7458 : 2004 Contenitori di vetro. Resistenza alla pressione interna. Metodi di prova, oppure secondo il metodo B della norma ASTM C 147-86 (2005) Standard Test Methods for Internal Pressure Strength of Glass Containers.
Sia durante il ciclo produttivo, che durante il trasporto o la vita di servizio, gli articoli in vetro sono ripetutamente sottoposti ad urti tra loro o con altri oggetti, pertanto la resistenza a questa tipologia di sollecitazione impulsiva è di cruciale importanza per definirne il livello prestazionale e di sicurezza.
La prova meccanica viene eseguita seguendo la norma UNI 9302:1988 Contenitori di vetro. Determinazione della resistenza all’urto, e a differenza del test di pressione interna, può essere effettuata anche su articoli a bocca larga come vasi e vasetti, nonché su bicchieri e calilci.
La resistenza alle rapide variazioni di temperatura è particolarmente importante nel caso dei contenitori per prodotti farmaceutici o alimentari destinati ad essere riempiti con liquidi caldi/freddi (es. passata di pomodoro), o a subire cicli termici di pastorizzazione, sterilizzazione o freeze-drying (liofilizzazione), oppure per la stovigliera da cucina.
La prova per la determinazione della resistenza allo sbalzo termico viene eseguita immergendo completamente gli articoli vetrosi in vasche termostatate contenenti acqua calda (bagno caldo) oppure fredda (uno freddo), e spostandoli velocemente e ripetutamente dall’una all’altra secondo tempistiche prestabilite; maggiore il numero di cicli sopportati e/o maggiore la differenza di temperatura tra le due vasche necessaria a portare a rottura i campioni, maggiore la resistenza allo sbalzo termico degli articoli.
Regolando opportunamente le temperature e le tempistiche di prova, il test può essere eseguito in conformità con il metodo B della norma UNI 9303:1988 Contenitori di vetro. Prova di resistenza agli sbalzi di temperatura, oppure secondo le norme UNI EN ISO 7459:2004 Contenitori di Vetro. Resistenza e durata allo sbalzo termico, o ASTM C 149-86 Standard Test Methods for Thermal Shock Resistance of Glass Containers.
Nel caso di articoli in vetro borosilicato o che abbiano subito un trattamento di tempra, generalmente resistenti a differenze di temperature superiori a 90 °C, la prova viene eseguita secondo il metodo A della norma UNI 9303, che prevede l’utilizzo di una muffola in luogo del bagno caldo.
La resistenza dei contenitori ai carichi assiali di compressione è una proprietà particolarmente importante nella fase di tappatura o durante lo stoccaggio in pallet sovrapposti. La sua determinazione viene eseguita secondo la norma UNI EN ISO 8113:2004 Contenitori di vetro. Resistenza al carico verticale. Metodo di prova.
Le linee di produzione, imballaggio ed imbottigliamento inducono un progressivo deterioramento della resistenza meccanica dei contenitori in vetro, a causa dei continui urti e sfregamenti indotti tra di essi o con le apparecchiature di processo.
Al fine di simulare questo caratteristico danneggiamento, denominato scuffing, Stazione Sperimentale del Vetro è dotata di un’apposita strumentazione detta Simulatore di Linea, al cui interno svariate bottiglie vengono messe in rotazione attorno al proprio asse ed in rivoluzione attorno ad un carosello, simulando così sostanzialmente le condizioni operative di una tipica linea di imbottigliamento.
Effettuando prove meccaniche su un numero statisticamente rappresentativo di contenitori del medesimo lotto sottoposti o meno al passaggio in simulatore di linea è possibile apprezzare il decadimento di prestazioni di resistenza meccanica indotto dai fenomeni di scuffing.