תקן ISO 15359 ובדיקת חיכוך של נייר
תקן ISO 15359 מעריך את התנהגות החיכוך באמצעות מדידת הכוח הנדרש כדי ליזום תנועה ולשמור על החלקה בין שני משטחי נייר או קרטון תחת עומס מוגדר. כמו כן, התקן מעריך באופן ייחודי את התנהגות החיכוך לאחר מחזורי החלקה חוזרים ונשנים, ובכך מסייע למעבדות להבין כיצד שחיקת המשטח משפיעה על ביצועי החיכוך.
ביצועי החיכוך ממלאים תפקיד מכריע בתחומי עיבוד הנייר, הדפוס, ייצור האריזות, התחבורה ומערכות הטיפול האוטומטיות. חיכוך גבוה מדי עלול לגרום לקשיים בהזנה, בעוד שחיכוך לא מספיק עלול להוביל לחוסר יציבות בערימה, להחלקה ולחוסר יעילות בייצור. כתוצאה מכך, דיוק מדידת COF הפכה לפעילות חיונית בתחום בקרת האיכות עבור יצרני נייר, מפעלי עיבוד, ספקי אריזות ומעבדות בדיקה.
עקרון הבדיקה לפי תקן ISO 15359
תקן ISO 15359 משתמש ב- שיטת המישור האופקי.
שני דגימות בדיקה מונחות במגע משטח:
- דגימה אחת מחוברת לשולחן קבוע.
- הדגימה השנייה מחוברת למזחלת משוקללת.
- מופעל כוח משיכה באופן מבוקר.
- נמדדת הכוח הדרוש כדי להתחיל בתנועה ולשמור עליה.
המבחן מודד:
- מקדם החיכוך הסטטי בהחלקה הראשונה (μS1)
- מקדם החיכוך הסטטי במגלשה השלישית (μS3)
- מקדם החיכוך הקינטי (μK)
בניגוד לתקני חיכוך מסוימים, המנתחים אך ורק את התנהגות ההחלקה הראשונית, תקן ISO 15359 בוחן את החיכוך לאחר מחזורי שחיקה חוזרים ונשנים, ומספק מידע חשוב על עמידות המשטח ויציבות החיכוך.
נוהל בדיקה לפי תקן ISO 15359
מקדם החיכוך הסטטי במגלשה הראשונה
לקביעת החיכוך הסטטי הראשוני:
- הרכיבו את דגימות הנייר על המזחלת ועל שולחן הבדיקה.
- יש לוודא שהכיוונים לאורך המכונה (MD) ולרוחב (TD) מיושרים כהלכה.
- הורידו את המזחלת לגובה של כ- 3.0 מ"מ/שנייה ± 2.0 מ"מ/שנייה.
- הניחו למזחלת לנוח למשך 1–20 שניות.
- הפעל כוח בהדרגה עד שההחלקה מתחילה.
- רשום את הכוח הדרוש כדי להתחיל בתנועה (FS1).
- יש לחזור על התהליך עד לקבלת לפחות שש מדידות תקפות.
מקדם החיכוך הסטטי והקינטי לאחר בלאי
בעת הערכת החיכוך לאחר החלקה חוזרת ונשנית:
- בצע את ההחלקה הראשונית והקלט את FS1.
- המשך בתנועה בהתאם לפרופיל הנסיעה שנקבע.
- יש לחזור על תהליך ההחלקה שלוש פעמים באמצעות אותו זוג דגימות.
- תיעוד:
- כוח סטטי בשלישייה (FS3)
- כוח החיכוך הקינטי הממוצע (FK) במהלך פרק הזמן המצוין
- יש לבצע לפחות שש בדיקות חוזרות תקפות.
גישה זו מאפשרת למעבדות להעריך כיצד משתנים מאפייני החיכוך לאחר אינטראקציה עם המשטח ובלאי
חישוב מקדמי החיכוך
תקן ISO 15359 מחשב את מקדמי החיכוך על ידי חלוקת כוח החיכוך הנמדד בכוח הנורמלי הנוצר על ידי משקל המזחלת.
מקדם החיכוך הסטטי בהחלקה הראשונה
איפה:
- μS1 = מקדם החיכוך הסטטי בהחלקה הראשונה
- FS1 = הכוח הממוצע הדרוש כדי להתחיל בתנועה
- m = מסת המזחלת
- g = 9.81 מטר לשנייה בריבוע
מקדם החיכוך הסטטי במגלשה השלישית
מקדם החיכוך הקינטי
אין לדווח על מקדם הקינטי אם נצפתה תופעת "הידבקות-החלקה" משמעותית במהלך הבדיקה.
ציוד נדרש לביצוע בדיקות לפי תקן ISO 15359
יעיל מכשיר למדידת מקדם החיכוך צריך לספק:
- מדידת כוח מדויקת
- תנועה יציבה של המזחלת
- מהירות נסיעה מבוקרת
- יישור עקבי של הדגימות
- איסוף נתונים אוטומטי
- ניתוח חיכוך סטטי וקינטי
COF-01 – מכשיר לבדיקת מקדם החיכוך
ה- COF-01 – מכשיר לבדיקת מקדם החיכוך מתאים לבדיקות חיכוך של נייר, קרטון, יריעות פלסטיק, חומרי אריזה ומשטחים מצופים.
פתרון חלופי: מכשיר בדיקת מתיחה TST-01 עם מתקן COF
למעבדות המבקשות גמישות רבה יותר בביצוע הבדיקות, ה- מכונת בדיקת מתיחה TST-01 עם מתקן COF משלבת בדיקות מתיחה ובדיקות חיכוך בפלטפורמה אחת.
יתרונות
- בדיקת תכונות מתיחה
- מדידת מקדם החיכוך
- בדיקת קילוף
- בדיקת חוזק אטמים
- בדיקת דמעות
- תאימות למספר גופי תאורה
פתרון זה אטרקטיבי במיוחד עבור:
- מעבדות אריזה
- יצרני אריזות רפואיות
- מוסדות מחקר
- מתקני בקרת איכות רב-תכליתיים
טווח המהירות הניתן לכוונון של 1–500 מ"מ/דקה מאפשר התאמה לדרישות בדיקת חומרים שונות, מעבר למדידות החיכוך הסטנדרטיות.
תקן ISO 15359 לעומת תקני חיכוך אחרים
| סטנדרטי | התמקדות בחומר | שיטה |
|---|---|---|
| ISO 15359 | נייר וקרטון | מישור אופקי עם הערכת בלאי |
| ISO 8295 | יריעות וסרטי פלסטיק | מישור אופקי |
| ASTM D1894 | יריעות וסרטי פלסטיק | מישור אופקי |
| TAPPI T549 | נייר וקרטון | מישור אופקי |
| DIN 53119 | נייר וחומרי אריזה | מדידת חיכוך |
| EN ISO 8295 | חומרי פלסטיק | קביעת COF |
המאפיין הבולט של ISO 15359 היא הערכת התנהגות החיכוך לפני ואחרי מחזורי החלקה חוזרים ונשנים, המספקת תובנות לגבי שינויים בחיכוך הנובעים מבלאי.