Norma ISO 15359 i badania tarcia papieru
Norma ISO 15359 pozwala ocenić właściwości cierne poprzez pomiar siły niezbędnej do zainicjowania ruchu i utrzymania poślizgu między dwiema powierzchniami z papieru lub tektury pod określonym obciążeniem. Norma ta umożliwia również wyjątkową ocenę właściwości ciernych po wielokrotnych cyklach poślizgu, pomagając laboratoriom zrozumieć, w jaki sposób zużycie powierzchni wpływa na właściwości cierne.
Właściwości cierne odgrywają kluczową rolę w przetwórstwie papieru, drukarstwie, produkcji opakowań, transporcie oraz zautomatyzowanych systemach transportu bliskiego. Zbyt wysokie tarcie może powodować trudności z podawaniem materiału, natomiast zbyt niskie tarcie może prowadzić do niestabilności stosów, poślizgu i spadku wydajności produkcji. W związku z tym dokładne Pomiar COF stało się nieodzownym elementem kontroli jakości dla producentów papieru, przetwórców, dostawców opakowań oraz laboratoriów badawczych.
Zasada badania zgodnie z normą ISO 15359
Norma ISO 15359 wykorzystuje metoda płaszczyzny poziomej.
Dwie próbki umieszcza się tak, aby stykały się powierzchniowo:
- Jeden egzemplarz jest przymocowany do nieruchomego stołu.
- Drugi egzemplarz jest przymocowany do obciążonych sań.
- Siła pociągowa jest przykładana w sposób kontrolowany.
- Rejestrowana jest siła potrzebna do rozpoczęcia ruchu i jego utrzymania.
Test mierzy:
- Współczynnik tarcia statycznego przy pierwszym poślizgu (μS1)
- Współczynnik tarcia statycznego na trzecim zjeździe (μS3)
- Kinetyczny współczynnik tarcia (μK)
W odróżnieniu od niektórych norm dotyczących tarcia, które oceniają jedynie początkowe zachowanie podczas ślizgania, norma ISO 15359 bada tarcie po wielokrotnych cyklach zużycia, dostarczając cennych informacji na temat trwałości powierzchni i stabilności tarcia.
Procedura badawcza zgodna z normą ISO 15359
Statyczny współczynnik tarcia (COF) na pierwszym slajdzie
W celu określenia początkowego tarcia statycznego:
- Zamocuj próbki papieru na sankach i stole badawczym.
- Należy upewnić się, że orientacje w kierunku maszynowym (MD) i poprzecznym (TD) są prawidłowo wyrównane.
- Opuść sanki na głębokość około 3,0 mm/s ± 2,0 mm/s.
- Odczekaj 1–20 sekund.
- Należy stopniowo zwiększać siłę, aż zacznie się poślizg.
- Zmierz siłę potrzebną do rozpoczęcia ruchu (FS1).
- Powtarzać tę czynność, aż do uzyskania co najmniej sześciu prawidłowych pomiarów.
Współczynnik tarcia statycznego i kinetycznego po zużyciu
Przy ocenie tarcia po wielokrotnym ślizganiu się:
- Wykonaj początkowe przesunięcie i zarejestruj FS1.
- Należy kontynuować ruch zgodnie z określonym profilem trasy.
- Powtórz proces przesuwania trzy razy, używając tej samej pary próbek.
- Zapis:
- Siła statyczna trzeciego slajdu (FS3)
- Średnia siła tarcia kinetycznego (FK) w określonym przedziale przemieszczenia
- Należy uzyskać co najmniej sześć prawidłowych powtórzeń badań.
Takie podejście pozwala laboratoriom ocenić, w jaki sposób zmieniają się właściwości cierne po oddziaływaniu z powierzchnią i zużyciu
Obliczanie współczynników tarcia
Norma ISO 15359 pozwala obliczyć współczynniki tarcia poprzez podzielenie zmierzonej siły tarcia przez siłę normalną wywieraną przez ciężar sań.
Współczynnik tarcia statycznego przy pierwszym poślizgu
Gdzie:
- μS1 = statyczny współczynnik tarcia przy pierwszym poślizgu
- FS1 = Średnia siła potrzebna do rozpoczęcia ruchu
- m = masa sań
- g = 9,81 m/s²
Współczynnik tarcia statycznego na trzecim zjeździe
Kinetyczny współczynnik tarcia
Nie należy podawać współczynnika kinetycznego, jeśli podczas badania zaobserwowano wyraźne zjawisko „stick-slip”.
Sprzęt wymagany do przeprowadzania badań zgodnie z normą ISO 15359
Skuteczny urządzenie do pomiaru współczynnika tarcia powinno zapewniać:
- Precyzyjny pomiar siły
- Płynny ruch sań
- Regulowana prędkość jazdy
- Spójne ustawianie próbek
- Zautomatyzowane gromadzenie danych
- Analiza tarcia statycznego i kinetycznego
COF-01 – Urządzenie do pomiaru współczynnika tarcia
The COF-01 – Urządzenie do pomiaru współczynnika tarcia nadaje się do badań tarcia papieru, tektury, folii plastikowych, materiałów opakowaniowych oraz podłoży powlekanych.
Rozwiązanie alternatywne: Maszyna do badań wytrzymałości na rozciąganie TST-01 z uchwytem COF
Dla laboratoriów poszukujących większej elastyczności w zakresie badań, TST-01 – maszyna do badań wytrzymałości na rozciąganie z uchwytem COF łączy w jednej platformie badania wytrzymałości na rozciąganie i badania tarcia.
Zalety
- Badanie właściwości wytrzymałościowych na rozciąganie
- Pomiar współczynnika tarcia
- Badanie odporności na odrywanie
- Badanie wytrzymałości uszczelnienia
- Badanie odporności na rozdarcie
- Kompatybilność z wieloma urządzeniami
To rozwiązanie jest szczególnie atrakcyjne dla:
- Laboratoria zajmujące się opakowaniami
- Producenci opakowań medycznych
- Instytucje badawcze
- Wszechstronne urządzenia do kontroli jakości
Zakres regulacji prędkości wynoszący 1–500 mm/min umożliwia dostosowanie do różnych wymagań dotyczących badań materiałów, wykraczających poza standardowe pomiary tarcia.
Norma ISO 15359 a inne normy dotyczące tarcia
| Standard | Główne tematy | Metoda |
|---|---|---|
| ISO 15359 | Papier i tektura | Płaszczyzna pozioma z oceną zużycia |
| ISO 8295 | Folie i arkusze z tworzyw sztucznych | Płaszczyzna pozioma |
| ASTM D1894 | Folia i arkusze z tworzywa sztucznego | Płaszczyzna pozioma |
| TAPPI T549 | Papier i tektura | Płaszczyzna pozioma |
| DIN 53119 | Papier i materiały opakowaniowe | Pomiar tarcia |
| EN ISO 8295 | Tworzywa sztuczne | Określenie współczynnika COF |
Cechą charakterystyczną ISO 15359 polega na ocenie zachowania tarcia przed i po wielokrotnych cyklach ślizgania, co pozwala zrozumieć zmiany tarcia związane ze zużyciem.