Norme ISO 15359 et essais de frottement du papier
La norme ISO 15359 évalue le comportement au frottement en mesurant la force nécessaire pour déclencher le mouvement et maintenir le glissement entre deux surfaces en papier ou en carton sous une charge spécifiée. Cette norme évalue également, de manière unique, le comportement au frottement après des cycles de glissement répétés, ce qui aide les laboratoires à comprendre comment l'usure de la surface influence les performances en matière de frottement.
Les performances en matière de frottement jouent un rôle essentiel dans la transformation du papier, l'impression, la production d'emballages, le transport et les systèmes de manutention automatisés. Un frottement trop élevé peut entraîner des difficultés d'alimentation, tandis qu'un frottement insuffisant peut provoquer une instabilité des piles, des glissements et des pertes de rendement. Par conséquent, une mesure précise Mesure du COF est devenue une activité incontournable en matière de contrôle qualité pour les fabricants de papier, les transformateurs, les fournisseurs d'emballages et les laboratoires d'essais.
Principe d'essai selon la norme ISO 15359
La norme ISO 15359 utilise la méthode du plan horizontal.
Deux échantillons d'essai sont placés en contact direct :
- Un échantillon est fixé à une table fixe.
- Le deuxième échantillon est fixé à un traîneau lesté.
- Une force de traction est appliquée de manière contrôlée.
- La force nécessaire pour amorcer le mouvement et le maintenir est enregistrée.
Ce test permet de mesurer :
- Coefficient de frottement statique au premier glissement (μS1)
- Coefficient de frottement statique au troisième plan de glissement (μS3)
- Coefficient de frottement cinétique (μK)
Contrairement à certaines normes relatives au frottement qui se contentent d'évaluer le comportement au glissement initial, la norme ISO 15359 évalue le frottement après des cycles d'usure répétés, fournissant ainsi des informations précieuses sur la durabilité de la surface et la stabilité du frottement.
Procédure d'essai selon la norme ISO 15359
Coefficient de frottement statique au niveau de la première glissière
Pour déterminer le coefficient de frottement statique initial :
- Fixez les échantillons de papier sur le chariot et la table d'essai.
- Vérifiez que les orientations dans le sens machine (MD) et dans le sens transversal (TD) sont correctement alignées.
- Abaissez le traîneau à environ 3,0 mm/s ± 2,0 mm/s.
- Laissez le traîneau au repos pendant 1 à 20 secondes.
- Appliquez une force progressivement jusqu’à ce que le glissement commence.
- Mesurez la force nécessaire pour amorcer le mouvement (FS1).
- Répétez l'opération jusqu'à obtenir au moins six mesures valides.
Coefficients de frottement statique et cinétique après usure
Lors de l'évaluation du frottement après des glissements répétés :
- Réalisez la première glissade et enregistrez FS1.
- Poursuivre le déplacement conformément au profil de déplacement prescrit.
- Répétez l'opération de glissement trois fois en utilisant la même paire d'échantillons.
- Dossier :
- Force statique de la troisième glissière (FS3)
- Force de frottement cinétique moyenne (FK) pendant l'intervalle de déplacement spécifié
- Réaliser au moins six essais en double valides.
Cette approche permet aux laboratoires d'évaluer l'évolution des caractéristiques de frottement à la suite d'une interaction avec la surface et de l'usure
Calcul des coefficients de frottement
La norme ISO 15359 permet de calculer les coefficients de frottement en divisant la force de frottement mesurée par la force normale générée par le poids du traîneau.
Coefficient de frottement statique lors du premier glissement
Où :
- μS1 = Coefficient de frottement statique lors du premier glissement
- FS1 = Force moyenne nécessaire pour amorcer le mouvement
- m = masse de la luge
- g = 9,81 m/s²
Coefficient de frottement statique au troisième plan de glissement
Coefficient de frottement cinétique
Le coefficient cinétique ne doit pas être indiqué si un comportement « stick-slip » significatif est observé au cours de l'essai.
Équipement nécessaire pour les essais selon la norme ISO 15359
Une méthode efficace dispositif de mesure du coefficient de frottement devrait prévoir :
- Mesure précise de la force
- Mouvement stable du traîneau
- Vitesse de déplacement régulée
- Alignement cohérent des échantillons
- Acquisition automatisée des données
- Analyse du frottement statique et cinétique
COF-01 Appareil de mesure du coefficient de frottement
Le COF-01 Appareil de mesure du coefficient de frottement convient aux essais de frottement sur le papier, le carton, les films plastiques, les matériaux d'emballage et les supports enduits.
Solution alternative : machine d'essai de traction TST-01 avec dispositif de fixation COF
Pour les laboratoires qui souhaitent bénéficier d'une plus grande souplesse en matière d'analyses, le Testeur de traction TST-01 avec dispositif de fixation COF réunit les essais de traction et les essais de frottement au sein d'une même plateforme.
Avantages
- Essais de résistance à la traction
- Mesure du coefficient de frottement
- Test de pelage
- Essais de résistance des joints d'étanchéité
- Essai de déchirement
- Compatibilité avec plusieurs appareils
Cette solution est particulièrement intéressante pour :
- Laboratoires d'emballage
- Fabricants d'emballages médicaux
- Instituts de recherche
- Installations polyvalentes de contrôle qualité
La plage de vitesse réglable de 1 à 500 mm/min permet de s'adapter à diverses exigences en matière d'essais de matériaux, au-delà des mesures de frottement standard.
ISO 15359 par rapport aux autres normes relatives au frottement
| Standard | Gros plan sur les matériaux | Méthode |
|---|---|---|
| ISO 15359 | Papier et carton | Plan horizontal avec évaluation de l'usure |
| ISO 8295 | Films et feuilles en plastique | Plan horizontal |
| ASTM D1894 | Films et feuilles en plastique | Plan horizontal |
| TAPPI T549 | Papier et carton | Plan horizontal |
| DIN 53119 | Papier et matériaux d'emballage | Mesure du frottement |
| EN ISO 8295 | Matières plastiques | Détermination du COF |
La caractéristique distinctive de ISO 15359 c'est son évaluation du comportement au frottement avant et après des cycles de glissement répétés, ce qui permet de mieux comprendre les variations de frottement liées à l'usure.