المعيار ISO 15359 واختبار احتكاك الورق
تُقيّم المواصفة القياسية ISO 15359 سلوك الاحتكاك من خلال قياس القوة المطلوبة لبدء الحركة والحفاظ على الانزلاق بين سطحين من الورق أو الورق المقوى تحت حمل محدد. كما تُقيّم هذه المواصفة بشكل فريد سلوك الاحتكاك بعد دورات انزلاق متكررة، مما يساعد المختبرات على فهم كيفية تأثير تآكل السطح على أداء الاحتكاك.
يلعب أداء الاحتكاك دورًا حاسمًا في عمليات تحويل الورق، والطباعة، وإنتاج مواد التغليف، والنقل، وأنظمة المناولة الآلية. فقد يؤدي الاحتكاك المفرط إلى صعوبات في التغذية، في حين أن الاحتكاك غير الكافي قد يؤدي إلى عدم استقرار التكديس، والانزلاق، وقلة كفاءة الإنتاج. ونتيجة لذلك، فإن الدقة قياس COF أصبح هذا الإجراء نشاطًا أساسيًا في مجال مراقبة الجودة بالنسبة لمصنعي الورق وشركات تصنيع المنتجات الورقية وموردي مواد التغليف ومختبرات الاختبار.
مبدأ الاختبار وفقًا للمعيار ISO 15359
تستخدم المواصفة القياسية ISO 15359 طريقة المستوى الأفقي.
يتم وضع عينتين للاختبار بحيث يتلامس سطحاهما:
- يتم تثبيت عينة واحدة على طاولة ثابتة.
- العينة الثانية مثبتة على زلاجة مثقلة.
- يتم تطبيق قوة سحب بطريقة محكومة.
- يتم تسجيل القوة المطلوبة لبدء الحركة والحفاظ عليها.
يقيس الاختبار ما يلي:
- معامل الاحتكاك الساكن عند الانزلاق الأول (μS1)
- معامل الاحتكاك الساكن عند المنزلق الثالث (μS3)
- معامل الاحتكاك الحركي (μK)
على عكس بعض معايير الاحتكاك التي تقتصر على تقييم سلوك الانزلاق الأولي فقط، فإن المعيار ISO 15359 يقيّم الاحتكاك بعد دورات تآكل متكررة، مما يوفر معلومات قيّمة حول متانة السطح واستقرار الاحتكاك.
إجراء الاختبار وفقًا للمعيار ISO 15359
معامل الاحتكاك الثابت عند الشريحة الأولى
لتحديد الاحتكاك الساكن الأولي:
- قم بتثبيت عينات الورق على المنزلق وطاولة الاختبار.
- تأكد من محاذاة اتجاه الماكينة (MD) والاتجاه العرضي (TD) بشكل صحيح.
- أنزل الزلاجة إلى ما يقارب 3,0 مم/ثانية ± 2,0 مم/ثانية.
- اترك الزلاجة تستقر لمدة تتراوح بين 1 و20 ثانية.
- قم بتطبيق القوة تدريجيًّا حتى يبدأ الانزلاق.
- سجل القوة المطلوبة لبدء الحركة (FS1).
- كرر العملية حتى يتم الحصول على ستة قياسات صحيحة على الأقل.
معامل الاحتكاك الساكن والحركي بعد التآكل
عند تقييم الاحتكاك بعد الانزلاق المتكرر:
- قم بإجراء الشريحة الأولية وسجل FS1.
- استمر في الحركة وفقًا لمسار الحركة المحدد.
- كرر عملية التمرير ثلاث مرات باستخدام نفس الزوج من العينات.
- السجل:
- القوة الساكنة للشريحة الثالثة (FS3)
- متوسط قوة الاحتكاك الحركي (FK) خلال فترة السير المحددة
- يجب الحصول على ما لا يقل عن ستة اختبارات متكررة صالحة.
يتيح هذا النهج للمختبرات تقييم كيفية تغير خصائص الاحتكاك بعد التفاعل مع السطح والتآكل
حساب معاملات الاحتكاك
تُحسب معايير ISO 15359 معاملات الاحتكاك بقسمة قوة الاحتكاك المقاسة على القوة العمودية الناتجة عن وزن الزلاجة.
معامل الاحتكاك الساكن عند الانزلاق الأول
المكان:
- μS1 = معامل الاحتكاك الساكن عند الانزلاق الأول
- FS1 = متوسط القوة المطلوبة لبدء الحركة
- m = كتلة الزلاجة
- g = 9.81 م/ث²
معامل الاحتكاك الساكن عند المنزلق الثالث
معامل الاحتكاك الحركي
لا ينبغي الإبلاغ عن المعامل الحركي في حالة ملاحظة سلوك انزلاق-التصاق ملحوظ أثناء الاختبار.
المعدات اللازمة لإجراء اختبار ISO 15359
فعال جهاز قياس معامل الاحتكاك ينبغي أن توفر:
- القياس الدقيق للقوة
- حركة الزلاجة المستقرة
- سرعة السير المحددة
- محاذاة العينات بشكل متسق
- الجمع الآلي للبيانات
- تحليل الاحتكاك الساكن والحركي
جهاز اختبار معامل الاحتكاك COF-01
إن جهاز اختبار معامل الاحتكاك COF-01 وهي مناسبة لإجراء اختبارات الاحتكاك على الورق، والكرتون، والأغشية البلاستيكية، ومواد التغليف، والركائز المطلية.
حل بديل: جهاز اختبار الشد TST-01 المزود بتركيبات COF
بالنسبة للمختبرات التي تسعى إلى مزيد من المرونة في إجراء الاختبارات، فإن جهاز اختبار الشد TST-01 المزود بتركيبات COF يجمع بين اختبار الشد واختبار الاحتكاك في منصة واحدة.
المزايا
- اختبار خصائص الشد
- قياس معامل الاحتكاك
- اختبار التقشير
- اختبار قوة الختم
- اختبار التمزق
- التوافق مع عدة تركيبات
يُعد هذا الحل جذابًا بشكل خاص لـ:
- مختبرات التعبئة والتغليف
- شركات تصنيع عبوات المنتجات الطبية
- المؤسسات البحثية
- مرافق متعددة الأغراض لمراقبة الجودة
نطاق السرعة القابل للتعديل لـ 1–500 ملم/دقيقة يتيح التكيف مع متطلبات اختبار المواد المختلفة التي تتجاوز قياسات الاحتكاك القياسية.
المعيار ISO 15359 مقارنةً بمعايير الاحتكاك الأخرى
| قياسي | التركيز على المواد | الطريقة |
|---|---|---|
| ISO 15359 | الورق والكرتون | مستوى أفقي مع تقييم التآكل |
| ISO 8295 | الأغشية والألواح البلاستيكية | المستوى الأفقي |
| ASTM D1894 | الأغشية والألواح البلاستيكية | المستوى الأفقي |
| TAPPI T549 | الورق والكرتون | المستوى الأفقي |
| DIN 53119 | الورق ومواد التغليف | قياس الاحتكاك |
| EN ISO 8295 | المواد البلاستيكية | تحديد COF |
السمة المميزة لـ ISO 15359 وهو تقييم سلوك الاحتكاك قبل وبعد دورات الانزلاق المتكررة، مما يوفر نظرة ثاقبة على التغيرات في الاحتكاك المرتبطة بالتآكل.