ISO 15359 ja paperin kitkatestaus
ISO 15359 -standardissa arvioidaan kitkakäyttäytymistä mittaamalla voima, joka tarvitaan liikkeen aloittamiseen ja liukumisen ylläpitämiseen kahden paperi- tai kartonkipinnan välillä määritellyllä kuormituksella. Standardissa arvioidaan myös ainutlaatuisella tavalla kitkakäyttäytymistä toistuvien liukusyklien jälkeen, mikä auttaa laboratorioita ymmärtämään, miten pinnan kuluminen vaikuttaa kitkaominaisuuksiin.
Kitkan ominaisuuksilla on ratkaiseva merkitys paperinjalostuksessa, painatuksessa, pakkausten valmistuksessa, kuljetuksessa sekä automatisoiduissa käsittelyjärjestelmissä. Liian suuri kitka voi aiheuttaa syöttöongelmia, kun taas liian pieni kitka voi johtaa pinojen epävakauteen, liukumiseen ja tuotannon tehottomuuteen. Tämän vuoksi tarkka COF-mittaus siitä on tullut olennainen laadunvalvontatoimenpide paperinvalmistajille, jalostajille, pakkausalan toimittajille ja testauslaboratorioille.
ISO 15359 -standardin testausperiaate
ISO 15359 -standardissa käytetään vaakatason menetelmä.
Kaksi koekappaletta asetetaan kosketukseen toistensa pintojen kanssa:
- Yksi näyte on kiinnitetty kiinteään pöytään.
- Toinen koe-esine on kiinnitetty painotettuun kelkkaan.
- Vetovoima kohdistetaan hallitusti.
- Liikkeen aloittamiseen ja ylläpitämiseen tarvittava voima mitataan.
Testillä mitataan:
- Ensimmäisen liukumisen staattinen kitkakerroin (μS1)
- Kolmannen liukukohdan staattinen kitkakerroin (μS3)
- Kineettinen kitkakerroin (μK)
Toisin kuin jotkut kitkastandardit, joissa arvioidaan ainoastaan alkuvaiheen liukukäyttäytymistä, standardissa ISO 15359 arvioidaan kitkaa toistuvien kulumisjaksojen jälkeen, mikä antaa arvokasta tietoa pinnan kestävyydestä ja kitkan vakaudesta.
ISO 15359 -testausmenettely
Ensimmäisen liukukappaleen staattinen kitkakerroin
Alkuperäisen staattisen kitkan määrittämiseksi:
- Kiinnitä paperinäytteet liukukiskoon ja testipöydälle.
- Varmista, että koneen pituussuunta (MD) ja poikittaissuunta (TD) ovat oikein kohdistettuja.
- Laske kelkka noin 3,0 mm/s ± 2,0 mm/s.
- Anna kelkan olla paikallaan 1–20 sekuntia.
- Lisää voimaa vähitellen, kunnes liukuminen alkaa.
- Kirjaa liikkeen aloittamiseen tarvittava voima (FS1).
- Toista, kunnes on saatu vähintään kuusi kelvollista mittaustulosta.
Staattinen ja kineettinen kitkakerroin kulumisen jälkeen
Arvioitaessa kitkaa toistuvan liukumisen jälkeen:
- Suorita ensimmäinen liuku ja tallenna FS1.
- Jatka liikkumista määrätyn liikkumisprofiilin mukaisesti.
- Toista liu’utusprosessi kolme kertaa käyttäen samaa näyteparia.
- Tietue:
- Kolmannen liukukappaleen staattinen voima (FS3)
- Keskimääräinen kineettinen kitkavoima (FK) määritellyn ajomatkan aikana
- Suorita vähintään kuusi pätevää toistokokeita.
Tämän menetelmän avulla laboratoriot voivat arvioida, miten kitkaominaisuudet muuttuvat pinnan kanssa tapahtuvan vuorovaikutuksen ja kulumisen jälkeen
Kitkakertoimien laskeminen
Standardissa ISO 15359 kitkakertoimet lasketaan jakamalla mitattu kitkavoima kelkan painon aiheuttamalla normaalivoimalla.
Staattinen kitkakerroin ensimmäisessä liukumisessa
Missä:
- μS1 = Staattinen kitkakerroin ensimmäisessä liukumisessa
- FS1 = Liikkeen käynnistämiseen tarvittava keskimääräinen voima
- m = kelkan massa
- g = 9,81 m/s²
Kolmannen liukukappaleen staattinen kitkakerroin
Kineettinen kitkakerroin
Kineettistä kerrointa ei tule ilmoittaa, jos testauksen aikana havaitaan merkittävää stick-slip-ilmiötä.
ISO 15359 -testauksessa tarvittavat laitteet
Tehokas kitkakertoimen mittauslaite pitäisi sisältää:
- Tarkka voimanmittaus
- Kelkan vakaa liike
- Säädelty ajonopeus
- Näytteiden yhdenmukainen kohdistus
- Automaattinen tiedonkeruu
- Staattisen ja kineettisen kitkan analyysi
COF-01 Kitkakerroinmittari
The COF-01 Kitkakerroinmittari sopii paperin, kartongin, muovikalvojen, pakkausmateriaalien ja päällystettyjen alustojen kitkatestaukseen.
Vaihtoehtoinen ratkaisu: TST-01-vetolujuustestauslaite COF-kiinnikkeellä
Laboratorioille, jotka haluavat lisää joustavuutta testaukseen, TST-01-vetolujuustestauslaite COF-kiinnikkeellä yhdistää vetolujuustestauksen ja kitkatestauksen yhdelle alustalle.
Edut
- Vetolujuusominaisuuksien testaus
- Kitkakertoimen mittaus
- Kuorintatesti
- Tiiviyden lujuustestaus
- Repäisylujuustesti
- Yhteensopivuus useiden kiinnikkeiden kanssa
Tämä ratkaisu on erityisen houkutteleva seuraaville:
- Pakkauslaboratoriot
- Lääketieteellisten pakkausten valmistajat
- Tutkimuslaitokset
- Monikäyttöiset laadunvalvontalaitokset
Säädettävä nopeusalue 1–500 mm/min mahdollistaa mukautumisen erilaisiin materiaalien testausvaatimuksiin, jotka ulottuvat tavallisten kitkamittausten ulkopuolelle.
ISO 15359 verrattuna muihin kitkastandardeihin
| Standardi | Aineistokeskittyminen | Menetelmä |
|---|---|---|
| ISO 15359 | Paperi ja kartonki | Vaakasuora taso ja kulumisen arviointi |
| ISO 8295 | Muovikalvot ja -levyt | Vaakasuora taso |
| ASTM D1894 | Muovikalvot ja -levyt | Vaakasuora taso |
| TAPPI T549 | Paperi ja pahvi | Vaakasuora taso |
| DIN 53119 | Paperi ja pakkausmateriaalit | Kitkan mittaus |
| EN ISO 8295 | Muovimateriaalit | COF:n määrittäminen |
Sen erottava piirre on ISO 15359 on sen arvio kitkan käyttäytymisestä ennen toistuvia liukukierroksia ja niiden jälkeen, mikä antaa tietoa kulumiseen liittyvistä kitkan muutoksista.