ISO 15359

Carta e cartone — Determinazione dei coefficienti di attrito statico e cinetico — Metodo del piano orizzontale

ISO 15359 è una norma internazionale che specifica un metodo basato su un piano orizzontale per determinare il coefficiente di attrito della carta e del cartone. La norma definisce le procedure per la misurazione delle caratteristiche di attrito sia statico che cinetico tra materiali a base di carta in condizioni di laboratorio controllate.

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:

  1. Coefficiente di attrito statico al primo scorrimento (μS1)
  2. Coefficiente di attrito statico alla terza scivola (μS3)
  3. 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:

  1. Fissare i campioni di carta sulla slitta e sul tavolo di prova.
  2. Assicurarsi che gli orientamenti nella direzione della macchina (MD) e nella direzione trasversale (TD) siano correttamente allineati.
  3. Abbassare la slitta di circa 3,0 mm/s ± 2,0 mm/s.
  4. Lasciare riposare la slitta per 1–20 secondi.
  5. Applicare la forza gradualmente fino a quando non inizia lo scorrimento.
  6. Registrare la forza necessaria per avviare il movimento (FS1).
  7. 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:

  1. Eseguire la prima traslazione e registrare FS1.
  2. Proseguire il movimento secondo il profilo di marcia prescritto.
  3. Ripetere la procedura di scorrimento tre volte utilizzando la stessa coppia di campioni.
  4. Record:
    • Forza statica della terza slitta (FS3)
    • Forza di attrito cinetico media (FK) durante l'intervallo di percorrenza specificato
  5. 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

Prova COF su piano orizzontale secondo la norma ISO 15359 - Procedura di prova

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

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 di attrito statico alla terza scivolo

Coefficiente cinetico di attrito

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.

Prova del coefficiente di attrito della carta secondo la norma ISO 15359 - Tester di trazione TST-01 con dispositivo di fissaggio per il COF
TST-01: macchina di prova a trazione con dispositivo di fissaggio COF

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

StandardFocus sui materialiMetodo
ISO 15359Carta e cartonePiano orizzontale con valutazione dell'usura
ISO 8295Pellicole e fogli di plasticaPiano orizzontale
ASTM D1894Pellicole e fogli di plasticaPiano orizzontale
TAPPI T549Carta e cartonePiano orizzontale
DIN 53119Carta e materiali da imballaggioMisurazione dell'attrito
EN ISO 8295Materiali plasticiDeterminazione 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.

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Soluzione

Disporre di dati affidabili sull'attrito è fondamentale per garantire operazioni di trasformazione senza intoppi, prestazioni di confezionamento stabili e una qualità del prodotto costante. ISO 15359 I test consentono ai produttori di quantificare il coefficiente di attrito della carta e del cartone utilizzando una metodologia riconosciuta a livello internazionale. Se il vostro laboratorio necessita di una piattaforma dedicata ai test di attrito, come ad esempio la COF-01 Tester del coefficiente di attrito oppure una soluzione multifunzionale come la TST-01: macchina di prova a trazione con dispositivo di fissaggio COF, la scelta delle apparecchiature di prova adeguate può migliorare l'efficienza, la ripetibilità e l'affidabilità delle decisioni relative al controllo qualità.

Standard

ISO 15359

Industrie

Produzione della carta
Produzione di cartoncino
Imballaggi in cartone pieghevole
Imballaggi in cartone ondulato
Stampa ed editoria
Produzione di etichette
Confezionamento alimentare
Confezionamento farmaceutico
Imballaggio dei dispositivi medici
Imballaggi per beni di consumo
Laboratori di prova
Centri di ricerca e sviluppo

Materiale

Carta da stampa
Carta patinata
Carta non patinata
Cartoncino
Cartoncino pieghevole
Cartone solido sbiancato al solfato
Cartone riciclato
Cartone ondulato per rivestimento
Stock di etichette
Carta speciale
Carta da imballaggio
Substrati rivestiti per imballaggi