Tiêu chuẩn ISO 15359 và Thử nghiệm ma sát giấy
Tiêu chuẩn ISO 15359 đánh giá tính chất ma sát bằng cách đo lực cần thiết để khởi động chuyển động và duy trì sự trượt giữa hai bề mặt giấy hoặc bìa dưới một tải trọng quy định. Tiêu chuẩn này cũng đánh giá một cách độc đáo tính chất ma sát sau các chu kỳ trượt lặp đi lặp lại, giúp các phòng thí nghiệm hiểu được mức độ ảnh hưởng của sự mài mòn bề mặt đến hiệu suất ma sát.
Hiệu suất ma sát đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực chế biến giấy, in ấn, sản xuất bao bì, vận chuyển và các hệ thống xử lý tự động. Ma sát quá cao có thể gây ra khó khăn trong quá trình cấp liệu, trong khi ma sát không đủ có thể dẫn đến tình trạng chồng chất không ổn định, trượt và làm giảm hiệu quả sản xuất. Do đó, việc đo lường chính xác Đo COF đã trở thành một hoạt động kiểm soát chất lượng không thể thiếu đối với các nhà sản xuất giấy, các doanh nghiệp chế biến giấy, các nhà cung cấp bao bì và các phòng thí nghiệm kiểm định.
Nguyên tắc thử nghiệm theo tiêu chuẩn ISO 15359
Tiêu chuẩn ISO 15359 sử dụng phương pháp mặt phẳng ngang.
Hai mẫu thử được đặt sao cho bề mặt của chúng tiếp xúc với nhau:
- Một mẫu được gắn vào một bàn cố định.
- Mẫu vật thứ hai được gắn vào một chiếc xe trượt có gắn trọng lượng.
- Một lực kéo được tác dụng một cách có kiểm soát.
- Lực cần thiết để khởi động chuyển động và duy trì chuyển động được ghi lại.
Bài kiểm tra đánh giá:
- Hệ số ma sát tĩnh tại lần trượt đầu tiên (μS1)
- Hệ số ma sát tĩnh tại máng trượt thứ ba (μS3)
- Hệ số ma sát động học (μK)
Khác với một số tiêu chuẩn về ma sát chỉ đánh giá hành vi trượt ban đầu, tiêu chuẩn ISO 15359 đánh giá ma sát sau nhiều chu kỳ mài mòn lặp đi lặp lại, từ đó cung cấp thông tin quý giá về độ bền bề mặt và tính ổn định của ma sát.
Quy trình thử nghiệm theo tiêu chuẩn ISO 15359
Hệ số ma sát tĩnh tại tấm trượt đầu tiên
Để xác định hệ số ma sát tĩnh ban đầu:
- Gắn các mẫu giấy lên khay trượt và bàn thử nghiệm.
- Đảm bảo các hướng dọc máy (MD) và ngang máy (TD) được căn chỉnh chính xác.
- Hạ xe trượt xuống khoảng 3,0 mm/s ± 2,0 mm/s.
- Để xe trượt tuyết nghỉ trong 1–20 giây.
- Tăng lực từ từ cho đến khi vật bắt đầu trượt.
- Ghi lại lực cần thiết để bắt đầu chuyển động (FS1).
- Lặp lại cho đến khi thu được ít nhất sáu kết quả đo hợp lệ.
Hệ số ma sát tĩnh và động sau khi mài mòn
Khi đánh giá ma sát sau khi trượt lặp đi lặp lại:
- Thực hiện thao tác trượt ban đầu và ghi lại FS1.
- Tiếp tục di chuyển theo đường đi đã quy định.
- Lặp lại quy trình trượt ba lần với cùng một cặp mẫu.
- Bản ghi:
- Lực tĩnh ở tấm trượt thứ ba (FS3)
- Lực ma sát động trung bình (FK) trong khoảng quãng đường quy định
- Phải thu được ít nhất sáu kết quả thử nghiệm lặp lại hợp lệ.
Cách tiếp cận này cho phép các phòng thí nghiệm đánh giá sự thay đổi của các đặc tính ma sát sau khi xảy ra tương tác bề mặt và mài mòn
Tính toán hệ số ma sát
Tiêu chuẩn ISO 15359 tính toán hệ số ma sát bằng cách chia lực ma sát đo được cho lực pháp tuyến do trọng lượng của xe trượt tạo ra.
Hệ số ma sát tĩnh tại lần trượt đầu tiên
Địa điểm:
- μS1 = Hệ số ma sát tĩnh tại lần trượt đầu tiên
- FS1 = Lực trung bình cần thiết để bắt đầu chuyển động
- m = Khối lượng xe trượt tuyết
- g = 9,81 m/s²
Hệ số ma sát tĩnh tại đoạn trượt thứ ba
Hệ số ma sát động học
Không nên báo cáo hệ số động học nếu quan sát thấy hiện tượng dính-trượt đáng kể trong quá trình thử nghiệm.
Thiết bị cần thiết để thực hiện thử nghiệm theo tiêu chuẩn ISO 15359
Một phương pháp hiệu quả thiết bị đo hệ số ma sát cần cung cấp:
- Đo lực chính xác
- Chuyển động ổn định của xe trượt tuyết
- Tốc độ di chuyển được kiểm soát
- Sự căn chỉnh mẫu nhất quán
- Thu thập dữ liệu tự động
- Phân tích ma sát tĩnh và ma sát động
COF-01 - Máy đo hệ số ma sát
Cái COF-01 - Máy đo hệ số ma sát phù hợp để thử nghiệm độ ma sát của giấy, bìa cứng, màng nhựa, vật liệu đóng gói và các chất nền có lớp phủ.
Giải pháp thay thế: Máy thử độ bền kéo TST-01 kèm bộ kẹp COF
Đối với các phòng thí nghiệm mong muốn có sự linh hoạt hơn trong việc thực hiện các xét nghiệm, Máy thử độ bền kéo TST-01 kèm bộ kẹp COF kết hợp thử nghiệm độ bền kéo và thử nghiệm ma sát trên cùng một nền tảng.
Ưu điểm
- Thử nghiệm tính chất chịu kéo
- Đo hệ số ma sát
- Thử nghiệm bóc tách
- Thử nghiệm độ bền niêm phong
- Thử nghiệm độ bền rách
- Tương thích với nhiều loại thiết bị
Giải pháp này đặc biệt hấp dẫn đối với:
- Các phòng thí nghiệm đóng gói
- Các nhà sản xuất bao bì y tế
- Các cơ sở nghiên cứu
- Các cơ sở kiểm soát chất lượng đa năng
Phạm vi tốc độ có thể điều chỉnh của 1–500 mm/phút cho phép điều chỉnh để đáp ứng các yêu cầu thử nghiệm vật liệu đa dạng, vượt ra ngoài các phép đo ma sát tiêu chuẩn.
Tiêu chuẩn ISO 15359 so với các tiêu chuẩn ma sát khác
| Tiêu chuẩn | Trọng tâm về vật liệu | Phương pháp |
|---|---|---|
| ISO 15359 | Giấy và bìa cứng | Mặt phẳng ngang để đánh giá mức độ mài mòn |
| ISO 8295 | Màng và tấm nhựa | Mặt phẳng ngang |
| ASTM D1894 | Màng và tấm nhựa | Mặt phẳng ngang |
| TAPPI T549 | Giấy và bìa cứng | Mặt phẳng ngang |
| DIN 53119 | Giấy và vật liệu đóng gói | Đo độ ma sát |
| EN ISO 8295 | Vật liệu nhựa | Xác định COF |
Đặc điểm nổi bật của ISO 15359 đó là việc đánh giá hành vi ma sát trước và sau các chu kỳ trượt lặp đi lặp lại, từ đó giúp hiểu rõ hơn về những thay đổi của ma sát liên quan đến sự mài mòn.