ISO 15359 та випробування паперу на тертя
Стандарт ISO 15359 дозволяє оцінити характеристики тертя шляхом вимірювання сили, необхідної для початку руху та підтримання ковзання між двома поверхнями з паперу або картону під заданим навантаженням. Цей стандарт також дає змогу унікальним чином оцінити характеристики тертя після багаторазових циклів ковзання, що допомагає лабораторіям зрозуміти, як зношування поверхні впливає на показники тертя.
Характеристики тертя відіграють вирішальну роль у переробці паперу, поліграфії, виробництві упаковки, транспортуванні та системах автоматизованої обробки. Надмірно високе тертя може спричинити труднощі з подачею, тоді як недостатнє тертя може призвести до нестабільності штабелювання, ковзання та зниження ефективності виробництва. Як наслідок, точне Вимірювання COF стала невід’ємною частиною процесу контролю якості для виробників паперу, підприємств з переробки паперу, постачальників упаковки та випробувальних лабораторій.
Принцип випробувань згідно з ISO 15359
У стандарті ISO 15359 використовується метод горизонтальної площини.
Два випробувальні зразки розміщують так, щоб їхні поверхні стикалися:
- Один зразок закріплено на нерухомому столі.
- Другий зразок прикріплений до санок з обважнювачем.
- Сила тяги застосовується контрольованим чином.
- Реєструється сила, необхідна для початку руху та його підтримання.
Цей тест вимірює:
- Коефіцієнт статичного тертя при першому ковзанні (μS1)
- Статичний коефіцієнт тертя на третьому схилі (μS3)
- Кінетичний коефіцієнт тертя (μK)
На відміну від деяких стандартів щодо тертя, які оцінюють лише початкові характеристики ковзання, стандарт ISO 15359 оцінює тертя після багаторазових циклів зносу, надаючи цінну інформацію про довговічність поверхні та стабільність тертя.
Процедура випробувань згідно з ISO 15359
Статичний коефіцієнт тертя на першому схилі
Для визначення початкового статичного тертя:
- Закріпіть паперові зразки на санях і випробувальному столі.
- Переконайтеся, що орієнтації в поздовжньому напрямку (MD) та поперечному напрямку (TD) правильно вирівняні.
- Опустіть сани приблизно на 3,0 мм/с ± 2,0 мм/с.
- Дайте санкам відпочити протягом 1–20 секунд.
- Поступово збільшуйте зусилля, доки не почнеться ковзання.
- Запишіть величину сили, необхідної для початку руху (FS1).
- Повторюйте процедуру, доки не буде отримано щонайменше шість достовірних вимірювань.
Статичний та кінетичний коефіцієнт тертя після зносу
При оцінці тертя після багаторазового ковзання:
- Виконайте початковий зсув і зафіксуйте FS1.
- Продовжуйте рух відповідно до заданого профілю руху.
- Повторіть процес ковзання тричі, використовуючи ту саму пару зразків.
- Запис:
- Статичне зусилля третього слайда (FS3)
- Середнє значення кінетичної сили тертя (FK) протягом зазначеного інтервалу руху
- Отримати щонайменше шість дійсних повторних результатів тестів.
Такий підхід дає змогу лабораторіям оцінити, як змінюються характеристики тертя після взаємодії з поверхнею та зносу
Розрахунок коефіцієнтів тертя
Згідно зі стандартом ISO 15359, коефіцієнти тертя обчислюються шляхом ділення виміряної сили тертя на нормальну силу, що створюється вагою саней.
Статичний коефіцієнт тертя під час першого ковзання
Де:
- μS1 = Коефіцієнт статичного тертя під час першого ковзання
- FS1 = Середнє зусилля, необхідне для початку руху
- m = маса саней
- g = 9,81 м/с²
Коефіцієнт статичного тертя на третьому схилі
Кінетичний коефіцієнт тертя
Кінетичний коефіцієнт не слід вказувати, якщо під час випробувань спостерігається значне явище «прилипання-ковзання».
Обладнання, необхідне для випробувань відповідно до стандарту ISO 15359
Ефективний прилад для вимірювання коефіцієнта тертя повинно передбачати:
- Точне вимірювання сили
- Стабільний рух саней
- Регульована швидкість руху
- Послідовне вирівнювання зразків
- Автоматизований збір даних
- Аналіз статичного та кінетичного тертя
COF-01 Прилад для вимірювання коефіцієнта тертя
У "The COF-01 Прилад для вимірювання коефіцієнта тертя підходить для випробувань на тертя паперу, картону, поліетиленових плівок, пакувальних матеріалів та матеріалів з покриттям.
Альтернативне рішення: випробувальна машина на розтяг TST-01 з кріпленням COF
Для лабораторій, які прагнуть більшої гнучкості у проведенні досліджень, Випробувальний прилад на розтяг TST-01 з кріпленням COF поєднує випробування на розтяг та випробування на тертя в рамках однієї платформи.
Переваги
- Випробування на розтяг
- Вимірювання коефіцієнта тертя
- Випробування на відшарування
- Випробування міцності ущільнення
- Випробування на розрив
- Сумісність з різними кріпленнями
Це рішення є особливо привабливим для:
- Лабораторії з пакування
- Виробники медичної упаковки
- Науково-дослідні установи
- Універсальні засоби контролю якості
Діапазон регулювання швидкості 1–500 мм/хв дозволяє адаптуватися до різних вимог щодо випробувань матеріалів, що виходять за межі стандартних вимірювань тертя.
ISO 15359 у порівнянні з іншими стандартами щодо тертя
| Стандартний | Акцент на матеріалі | Метод |
|---|---|---|
| ISO 15359 | Папір та картон | Горизонтальна площина з оцінкою зносу |
| ISO 8295 | Пластикові плівки та листи | Горизонтальна площина |
| ASTM D1894 | Пластикова плівка та листи | Горизонтальна площина |
| TAPPI T549 | Папір та картон | Горизонтальна площина |
| DIN 53119 | Папір та пакувальні матеріали | Вимірювання тертя |
| EN ISO 8295 | Пластикові матеріали | Визначення COF |
Відмінною рисою ISO 15359 — це оцінка характеристик тертя до та після багаторазових циклів ковзання, що дає уявлення про зміни тертя, пов’язані зі зношуванням.