ISO 15359 e prove di attrito della carta
La norma ISO 15359 valuta il comportamento di attrito misurando la forza necessaria per avviare il movimento e mantenere lo scorrimento tra due superfici di carta o cartone sottoposte a un carico specificato. La norma valuta inoltre in modo specifico il comportamento di attrito dopo cicli di scorrimento ripetuti, aiutando i laboratori a comprendere in che modo l'usura superficiale influisca sulle prestazioni di attrito.
Le prestazioni di attrito rivestono un ruolo fondamentale nella trasformazione della carta, nella stampa, nella produzione di imballaggi, nei trasporti e nei sistemi di movimentazione automatizzata. Un attrito eccessivamente elevato può causare difficoltà di alimentazione, mentre un attrito insufficiente può portare a instabilità nell’impilamento, slittamenti e inefficienze produttive. Di conseguenza, è fondamentale che Misurazione del COF è diventata un'attività fondamentale di controllo qualità per i produttori di carta, i trasformatori, i fornitori di imballaggi e i laboratori di prova.
Principio di prova secondo la norma ISO 15359
La norma ISO 15359 utilizza il metodo del piano orizzontale.
Si mettono a contatto due provini:
- Un campione è fissato a un tavolo fisso.
- Il secondo campione è fissato a una slitta zavorrata.
- Viene applicata una forza di trazione in modo controllato.
- Viene registrata la forza necessaria per avviare il movimento e mantenerlo.
Il test misura:
- Coefficiente di attrito statico al primo scorrimento (μS1)
- Coefficiente di attrito statico alla terza scivola (μS3)
- Coefficiente di attrito cinetico (μK)
A differenza di alcune norme sull’attrito che valutano solo il comportamento iniziale allo scorrimento, la norma ISO 15359 valuta l’attrito dopo cicli di usura ripetuti, fornendo informazioni preziose sulla durabilità della superficie e sulla stabilità dell’attrito.
Procedura di prova ISO 15359
Coefficiente di attrito statico alla prima slitta
Per determinare l'attrito statico iniziale:
- Fissare i campioni di carta sulla slitta e sul tavolo di prova.
- Assicurarsi che gli orientamenti nella direzione della macchina (MD) e nella direzione trasversale (TD) siano correttamente allineati.
- Abbassare la slitta di circa 3,0 mm/s ± 2,0 mm/s.
- Lasciare riposare la slitta per 1–20 secondi.
- Applicare la forza gradualmente fino a quando non inizia lo scorrimento.
- Registrare la forza necessaria per avviare il movimento (FS1).
- Ripetere l'operazione fino a ottenere almeno sei misurazioni valide.
Coefficiente di attrito statico e cinetico dopo l'usura
Nel valutare l'attrito dopo ripetuti movimenti di scorrimento:
- Eseguire la prima traslazione e registrare FS1.
- Proseguire il movimento secondo il profilo di marcia prescritto.
- Ripetere la procedura di scorrimento tre volte utilizzando la stessa coppia di campioni.
- Record:
- Forza statica della terza slitta (FS3)
- Forza di attrito cinetico media (FK) durante l'intervallo di percorrenza specificato
- Ottenere almeno sei prove ripetute valide.
Questo approccio consente ai laboratori di valutare come cambiano le caratteristiche di attrito a seguito dell'interazione con la superficie e dell'usura
Calcolo dei coefficienti di attrito
La norma ISO 15359 calcola i coefficienti di attrito dividendo la forza di attrito misurata per la forza normale generata dal peso della slitta.
Coefficiente di attrito statico al primo scivolamento
Dove:
- μS1 = Coefficiente di attrito statico al primo scorrimento
- FS1 = Forza media necessaria per avviare il movimento
- m = massa della slitta
- g = 9,81 m/s²
Coefficiente di attrito statico alla terza scivolo
Coefficiente cinetico di attrito
Il coefficiente cinetico non deve essere riportato qualora durante la prova si osservi un comportamento stick-slip significativo.
Attrezzatura necessaria per le prove secondo la norma ISO 15359
Un efficace dispositivo per la misurazione del coefficiente di attrito dovrebbe prevedere:
- Misurazione accurata della forza
- Movimento stabile della slitta
- Velocità di marcia controllata
- Allineamento coerente dei campioni
- Acquisizione automatizzata dei dati
- Analisi dell'attrito statico e cinetico
COF-01 Tester del coefficiente di attrito
Il COF-01 Tester del coefficiente di attrito è adatto per prove di attrito su carta, cartone, pellicole di plastica, materiali da imballaggio e substrati rivestiti.
Soluzione alternativa: provatrice di trazione TST-01 con dispositivo di fissaggio COF
Per i laboratori che desiderano una maggiore flessibilità nelle analisi, il TST-01: macchina di prova a trazione con dispositivo di fissaggio COF combina le prove di trazione e quelle di attrito in un'unica piattaforma.
Vantaggi
- Prove sulle proprietà di resistenza alla trazione
- Misurazione del coefficiente di attrito
- Test di pelatura
- Prove di resistenza dei sigilli
- Prova di strappo
- Compatibilità con più dispositivi
Questa soluzione è particolarmente interessante per:
- Laboratori di confezionamento
- Produttori di imballaggi per il settore medico
- Istituti di ricerca
- Strutture polivalenti per il controllo qualità
L'intervallo di velocità regolabile di 1–500 mm/min consente di adattarsi a diverse esigenze di prova dei materiali, al di là delle misurazioni standard dell'attrito.
ISO 15359 rispetto ad altre norme relative all'attrito
| Standard | Focus sui materiali | Metodo |
|---|---|---|
| ISO 15359 | Carta e cartone | Piano orizzontale con valutazione dell'usura |
| ISO 8295 | Pellicole e fogli di plastica | Piano orizzontale |
| ASTM D1894 | Pellicole e fogli di plastica | Piano orizzontale |
| TAPPI T549 | Carta e cartone | Piano orizzontale |
| DIN 53119 | Carta e materiali da imballaggio | Misurazione dell'attrito |
| EN ISO 8295 | Materiali plastici | Determinazione del COF |
La caratteristica distintiva di ISO 15359 è la sua valutazione del comportamento dell'attrito prima e dopo cicli ripetuti di scorrimento, che fornisce informazioni sui cambiamenti dell'attrito legati all'usura.