La norma ISO 15359 y los ensayos de fricción del papel
La norma ISO 15359 evalúa el comportamiento de la fricción midiendo la fuerza necesaria para iniciar el movimiento y mantener el deslizamiento entre dos superficies de papel o cartón sometidas a una carga específica. Además, esta norma evalúa de forma exclusiva el comportamiento de la fricción tras ciclos repetidos de deslizamiento, lo que ayuda a los laboratorios a comprender cómo influye el desgaste de la superficie en el comportamiento de la fricción.
El comportamiento de la fricción desempeña un papel fundamental en la transformación del papel, la impresión, la producción de embalajes, el transporte y los sistemas de manipulación automatizada. Una fricción excesivamente alta puede provocar dificultades de alimentación, mientras que una fricción insuficiente puede dar lugar a inestabilidad en el apilado, deslizamientos e ineficiencias en la producción. Por ello, es fundamental Medición del COF Se ha convertido en una actividad esencial de control de calidad para los fabricantes de papel, las empresas de transformación, los proveedores de embalajes y los laboratorios de ensayo.
Principio de ensayo de la norma ISO 15359
La norma ISO 15359 utiliza el método del plano horizontal.
Se colocan dos probetas en contacto superficial:
- Una muestra está fijada a una mesa fija.
- La segunda muestra está fijada a un trineo lastrado.
- Se aplica una fuerza de tracción de forma controlada.
- Se registra la fuerza necesaria para iniciar el movimiento y mantenerlo.
La prueba mide:
- Coeficiente de fricción estático en el primer deslizamiento (μS1)
- Coeficiente de fricción estático en la tercera rampa (μS3)
- Coeficiente cinético de fricción (μK)
A diferencia de algunas normas sobre fricción que solo evalúan el comportamiento inicial de deslizamiento, la norma ISO 15359 evalúa la fricción tras ciclos repetidos de desgaste, lo que proporciona información valiosa sobre la durabilidad de la superficie y la estabilidad de la fricción.
Procedimiento de ensayo según la norma ISO 15359
Coeficiente de fricción estático en la primera rampa
Para determinar la fricción estática inicial:
- Coloca las muestras de papel en el carro y en la mesa de ensayo.
- Asegúrate de que las orientaciones en el sentido de la máquina (MD) y en el sentido transversal (TD) estén correctamente alineadas.
- Baja el trineo hasta aproximadamente 3,0 mm/s ± 2,0 mm/s.
- Deja que el trineo repose entre 1 y 20 segundos.
- Aplica fuerza poco a poco hasta que empiece a deslizarse.
- Registra la fuerza necesaria para iniciar el movimiento (FS1).
- Repite el proceso hasta obtener al menos seis mediciones válidas.
Coeficiente de fricción estático y cinético tras el desgaste
A la hora de evaluar la fricción tras deslizamientos repetidos:
- Realiza la diapositiva inicial y graba FS1.
- Continúa el movimiento según el perfil de desplazamiento establecido.
- Repite el proceso de deslizamiento tres veces con el mismo par de muestras.
- Registro:
- Fuerza estática de la tercera corredera (FS3)
- Fuerza de fricción cinética media (FK) durante el intervalo de recorrido especificado
- Se deben obtener al menos seis ensayos válidos.
Este enfoque permite a los laboratorios evaluar cómo varían las características de fricción tras la interacción con la superficie y el desgaste.
Cálculo de los coeficientes de fricción
La norma ISO 15359 calcula los coeficientes de fricción dividiendo la fuerza de fricción medida entre la fuerza normal generada por el peso del trineo.
Coeficiente de fricción estático en el primer deslizamiento
Dónde:
- μS1 = Coeficiente de fricción estático en el primer deslizamiento
- FS1 = Fuerza media necesaria para iniciar el movimiento
- m = Masa del trineo
- g = 9,81 m/s²
Coeficiente de fricción estático en la tercera rampa
Coeficiente cinético de fricción
No se debe indicar el coeficiente cinético si se observa un comportamiento de «stick-slip» significativo durante el ensayo.
Equipo necesario para los ensayos según la norma ISO 15359
Una forma eficaz de... dispositivo de medición del coeficiente de fricción debería proporcionar:
- Medición precisa de la fuerza
- Movimiento estable del trineo
- Velocidad de desplazamiento controlada
- Alineación uniforme de las muestras
- Adquisición automatizada de datos
- Análisis de la fricción estática y cinética
COF-01: Aparato para medir el coeficiente de fricción
En COF-01: Aparato para medir el coeficiente de fricción Es adecuado para realizar ensayos de fricción en papel, cartón, películas plásticas, materiales de embalaje y sustratos recubiertos.
Solución alternativa: Máquina de ensayo de tracción TST-01 con accesorio COF
Para los laboratorios que buscan una mayor flexibilidad en la realización de pruebas, el Máquina de ensayo de tracción TST-01 con accesorio COF combina los ensayos de tracción y de fricción en una única plataforma.
Ventajas
- Ensayos de propiedades de tracción
- Medición del coeficiente de fricción
- Prueba de desprendimiento
- Ensayo de resistencia de las juntas
- Prueba de resistencia al desgarro
- Compatibilidad con múltiples accesorios
Esta solución resulta especialmente interesante para:
- Laboratorios de envasado
- Fabricantes de envases médicos
- Instituciones de investigación
- Instalaciones polivalentes de control de calidad
El rango de velocidad ajustable de 1–500 mm/min permite adaptarse a diversos requisitos de ensayo de materiales, más allá de las mediciones estándar de fricción.
ISO 15359 frente a otras normas sobre fricción
| Estándar | Enfoque en los materiales | Método |
|---|---|---|
| ISO 15359 | Papel y cartón | Plano horizontal con evaluación del desgaste |
| ISO 8295 | Láminas y películas de plástico | Plano horizontal |
| ASTM D1894 | Láminas y películas de plástico | Plano horizontal |
| TAPPI T549 | Papel y cartón | Plano horizontal |
| DIN 53119 | Papel y materiales de embalaje | Medición de la fricción |
| EN ISO 8295 | Materiales plásticos | Determinación del COF |
La característica distintiva de ISO 15359 es su evaluación del comportamiento de la fricción antes y después de ciclos repetidos de deslizamiento, lo que permite comprender mejor los cambios en la fricción relacionados con el desgaste.