ISO 15359 และการทดสอบแรงเสียดทานของกระดาษ
ISO 15359 ประเมินพฤติกรรมการเสียดทานโดยการวัดแรงที่จำเป็นในการเริ่มต้นการเคลื่อนไหวและรักษาการเลื่อนระหว่างพื้นผิวของกระดาษหรือกระดาษแข็งสองแผ่นภายใต้โหลดที่กำหนด มาตรฐานนี้ยังประเมินพฤติกรรมการเสียดทานหลังจากการเลื่อนซ้ำหลายรอบอย่างเป็นเอกลักษณ์ ช่วยให้ห้องปฏิบัติการเข้าใจว่าความสึกหรอของพื้นผิวส่งผลต่อประสิทธิภาพการเสียดทานอย่างไร.
ประสิทธิภาพของแรงเสียดทานมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการแปรรูปกระดาษ การพิมพ์ การผลิตบรรจุภัณฑ์ การขนส่ง และระบบจัดการอัตโนมัติ แรงเสียดทานที่สูงเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาในการป้อนวัสดุ ในขณะที่แรงเสียดทานที่ไม่เพียงพออาจนำไปสู่ความไม่เสถียรในการจัดเรียง การลื่นไถล และประสิทธิภาพการผลิตที่ลดลง ดังนั้น ความแม่นยำ การวัดค่า COF ได้กลายเป็นกิจกรรมควบคุมคุณภาพที่จำเป็นสำหรับผู้ผลิตกระดาษ ผู้แปรรูป ผู้จัดหาบรรจุภัณฑ์ และห้องปฏิบัติการทดสอบ.
หลักการทดสอบ ISO 15359
ISO 15359 ใช้ วิธีระนาบแนวนอน.
ตัวอย่างทดสอบสองชิ้นถูกวางให้สัมผัสกันบนพื้นผิว:
- ตัวอย่างหนึ่งถูกยึดติดกับโต๊ะที่อยู่กับที่.
- ตัวอย่างที่สองถูกติดไว้กับรถเลื่อนที่มีน้ำหนัก.
- แรงดึงถูกนำไปใช้ในลักษณะที่ควบคุมได้.
- แรงที่จำเป็นในการเริ่มต้นการเคลื่อนไหวและรักษาการเคลื่อนไหวจะถูกบันทึกไว้.
การทดสอบวัด:
- สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่การลื่นครั้งแรก (μS1)
- สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่สไลด์ที่สาม (μS3)
- สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์ (μK)
ต่างจากมาตรฐานการเสียดสีบางประเภทที่ประเมินเฉพาะพฤติกรรมการลื่นไถลเริ่มต้นเท่านั้น ISO 15359 จะประเมินแรงเสียดทานหลังจากผ่านรอบการสึกหรอซ้ำหลายครั้ง ซึ่งให้ข้อมูลที่มีคุณค่าเกี่ยวกับความทนทานของพื้นผิวและความเสถียรของแรงเสียดทาน.
ISO 15359 ขั้นตอนการทดสอบ
ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานคงที่ที่การเลื่อนครั้งแรก
สำหรับการกำหนดแรงเสียดทานสถิตเริ่มต้น:
- ติดตั้งตัวอย่างกระดาษบนเลื่อนและโต๊ะทดสอบ.
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทิศทางตามเครื่อง (MD) และทิศทางขวาง (TD) ถูกจัดวางอย่างถูกต้อง.
- ลดเลื่อนลงประมาณ 3.0 มม./วินาที ± 2.0 มม./วินาที.
- ปล่อยให้เลื่อนพักเป็นเวลา 1–20 วินาที.
- ค่อยๆ ใช้แรงจนกว่าจะเริ่มลื่น.
- บันทึกแรงที่จำเป็นในการเริ่มการเคลื่อนที่ (FS1).
- ทำซ้ำจนกว่าจะได้ค่าการวัดที่ถูกต้องอย่างน้อยหกครั้ง.
ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตและจลน์หลังการใช้งาน
เมื่อประเมินแรงเสียดทานหลังจากการเลื่อนซ้ำ:
- ทำการเลื่อนครั้งแรกและบันทึก FS1.
- ดำเนินการเคลื่อนที่ต่อไปตามรูปแบบการเดินทางที่กำหนดไว้.
- ทำซ้ำกระบวนการเลื่อนสามครั้งโดยใช้คู่ตัวอย่างเดียวกัน.
- บันทึก:
- แรงสถิตของสไลด์ที่สาม (FS3)
- แรงเสียดทานจลน์เฉลี่ย (FK) ในช่วงเวลาการเดินทางที่กำหนด
- ทำการทดสอบซ้ำอย่างน้อยหกครั้งที่มีผลถูกต้อง.
แนวทางนี้ช่วยให้ห้องปฏิบัติการสามารถประเมินลักษณะของแรงเสียดทานที่เปลี่ยนแปลงไปหลังจากการปฏิสัมพันธ์กับพื้นผิวและการสึกหรอ
การคำนวณสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน
ISO 15359 คำนวณสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานโดยการหารแรงเสียดทานที่วัดได้กับแรงปกติที่เกิดจากน้ำหนักของเลื่อน.
สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่การลื่นครั้งแรก
สถานที่:
- μS1 = ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตในครั้งแรกที่ลื่นไถล
- FS1 = แรงเฉลี่ยที่จำเป็นในการเริ่มการเคลื่อนที่
- m = มวลของเลื่อน
- g = 9.81 เมตรต่อวินาทียกกำลังสอง
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่รางเลื่อนที่สาม
สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์
ไม่ควรรายงานค่าสัมประสิทธิ์จลน์หากพบพฤติกรรมการติด-หลุดอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการทดสอบ.
อุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการทดสอบ ISO 15359
มีประสิทธิภาพ อุปกรณ์วัดสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ควรจัดเตรียม:
- การวัดแรงที่แม่นยำ
- การเคลื่อนที่ของเลื่อนที่มั่นคง
- ควบคุมความเร็วในการเดินทาง
- การจัดแนวตัวอย่างอย่างสม่ำเสมอ
- การเก็บข้อมูลอัตโนมัติ
- การวิเคราะห์แรงเสียดทานสถิตและแรงเสียดทานจลน์
COF-01 เครื่องทดสอบสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน
The COF-01 เครื่องทดสอบสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน เหมาะสำหรับการทดสอบแรงเสียดทานของกระดาษ กระดาษแข็ง ฟิล์มพลาสติก วัสดุบรรจุภัณฑ์ และวัสดุเคลือบผิว.
ทางเลือก: เครื่องทดสอบแรงดึง TST-01 พร้อมอุปกรณ์จับยึด COF
สำหรับห้องปฏิบัติการที่ต้องการความยืดหยุ่นในการทดสอบมากขึ้น, เครื่องทดสอบแรงดึงรุ่น TST-01 พร้อมอุปกรณ์จับยึด COF รวมการทดสอบแรงดึงและการทดสอบแรงเสียดทานไว้ในแพลตฟอร์มเดียว.
ข้อดี
- การทดสอบสมบัติการดึง
- การวัดสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน
- การทดสอบการลอก
- การทดสอบความแข็งแรงของซีล
- การทดสอบการฉีกขาด
- ความเข้ากันได้กับหลายอุปกรณ์
วิธีแก้ปัญหานี้มีความน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับ:
- ห้องปฏิบัติการบรรจุภัณฑ์
- ผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์ทางการแพทย์
- สถาบันวิจัย
- สิ่งอำนวยความสะดวกในการควบคุมคุณภาพอเนกประสงค์
ช่วงความเร็วที่ปรับได้ของ 1–500 มม./นาที ช่วยให้สามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดการทดสอบวัสดุที่หลากหลายนอกเหนือจากการวัดแรงเสียดทานมาตรฐาน.
ISO 15359 เทียบกับมาตรฐานแรงเสียดทานอื่น ๆ
| มาตรฐาน | จุดเน้นของเนื้อหา | วิธีการ |
|---|---|---|
| ISO 15359 | กระดาษและกระดาษแข็ง | ระนาบแนวนอนพร้อมการประเมินการสึกหรอ |
| ISO 8295 | ฟิล์มและแผ่นพลาสติก | ระนาบแนวนอน |
| ASTM D1894 | ฟิล์มและแผ่นพลาสติก | ระนาบแนวนอน |
| TAPPI T549 | กระดาษและกระดาษแข็ง | ระนาบแนวนอน |
| DIN 53119 | กระดาษและวัสดุบรรจุภัณฑ์ | การวัดแรงเสียดทาน |
| มาตรฐาน EN ISO 8295 | วัสดุพลาสติก | การกำหนดค่าความเข้มข้นของปัจจัยร่วม |
ลักษณะเด่นของ ISO 15359 คือการประเมินพฤติกรรมการเสียดทานก่อนและหลังการเลื่อนซ้ำหลายรอบ ซึ่งให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของการเสียดทานที่เกี่ยวข้องกับการสึกหรอ.