ISO 15359

Czym jest norma ISO 15359?

ISO 15359 jest międzynarodową normą, która określa metoda badania współczynnika tarcia dla papieru i tektury z wykorzystaniem zasady płaszczyzny poziomej. Norma ocenia zarówno statyczny współczynnik tarcia oraz kinetyczny współczynnik tarcia między dwiema powierzchniami z papieru lub tektury w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych.

W przypadku producentów opakowań papierowych, kartonów składanych, etykiet, wyrobów z tektury falistej oraz papierów specjalistycznych właściwości tarcia mają bezpośredni wpływ na transport materiałów, wydajność podawania, zachowanie podczas układania w stosy, procesy drukowania oraz wydajność linii pakującej. Norma ISO 15359 zapewnia ujednolicone podejście do ilościowego określania tych właściwości tarcia oraz gwarantuje stałą wydajność produktów.

W odróżnieniu od wielu badań tarcia, które mierzą jedynie początkowy opór ślizgania, norma ISO 15359 ocenia również zachowanie tarcia po kontrolowanych cyklach zużycia, zapewniając bardziej realistyczną ocenę zachowania powierzchni papieru podczas rzeczywistych operacji przetwórczych i pakowania.

Dlaczego współczynnik tarcia papieru ma znaczenie?

The współczynnik tarcia papieru ma znaczący wpływ na wydajność produkcji oraz parametry produktów w całym łańcuchu dostaw.

Najważniejsze kwestie dotyczące jakości

Gdy tarcie jest zbyt duże:

• Arkusze mogą się sklejać
• W systemach podawania może dochodzić do zacięć
• Wydajność maszyny może się zmniejszyć

Gdy tarcie jest zbyt małe:

• Stosy mogą stać się niestabilne
• Prześcieradła mogą się nadmiernie przesuwać
• Mogą wystąpić problemy związane z obsługą i transportem

W związku z tym monitorowanie współczynnika tarcia stanowi ważny parametr kontroli jakości dla producentów papieru i tektury.

Zasada działania metody badania współczynnika tarcia zgodnie z normą ISO 15359

The metoda badania współczynnika tarcia opisana w normie ISO 15359 wykorzystuje układ typu „sanki i płaszczyzna”.

Zamontowano dwie próbki testowe:

• Jeden okaz jest zamocowany do poziomego stołu
• Drugi próbka jest zamocowana do sanek o znanej masie

Test mierzy:

1. Siła potrzebna do rozpoczęcia ruchu (siła tarcia statycznego)
2. Siła potrzebna do utrzymania ruchu (siła tarcia kinetycznego)

Współczynnik tarcia oblicza się, dzieląc zmierzoną siłę tarcia przez siłę normalną wywieraną przez ciężar sań.

Zasada testu

Powierzchnia papieru jest dociskana do innej powierzchni papieru pod kontrolowanym naciskiem. Urządzenie rejestruje:

• Początkowa siła szczytowa przed ruchem
• Maksymalna siła podczas wielokrotnego przesuwania
• Średnia siła podczas ciągłego poślizgu

Wyniki tych pomiarów są następnie przeliczane na współczynniki tarcia zgodnie z wzorami określonymi w normie ISO 15359.

Rodzaje wartości tarcia mierzonych zgodnie z normą ISO 15359

Norma ISO 15359 określa trzy różne parametry tarcia.

Współczynnik tarcia statycznego przy pierwszym poślizgu (μ_s1)

Wartość ta odzwierciedla opór tarcia występujący przed pojawieniem się jakiegokolwiek zużycia między powierzchniami.

Odzwierciedla to:

• Początkowe właściwości jezdne
• Wydajność oddzielania arkuszy
• Zachowania związane z podawaniem materiałów w urządzeniach do druku i pakowania

Współczynnik tarcia statycznego na trzecim zjeździe (μ_s3)

Po wielokrotnych cyklach ślizgania się powierzchnie papieru ulegają niewielkiemu zużyciu i zmianom w strukturze powierzchni.

Pomiar na trzecim slajdzie pozwala ocenić:

• Stabilność przy tarciu
• Trwałość powierzchni
• Wydajność po wielokrotnym kontakcie

Kinetyczny współczynnik tarcia (μ_k)

Współczynnik kinetyczny mierzy opór występujący podczas ciągłego ruchu ślizgowego.

Ten parametr ma szczególne znaczenie w przypadku:

• Operacje przetwarzania z dużą prędkością
• Wydajność maszyn pakujących
• Systemy transportu taśmowego w trybie ciągłym

Procedura badawcza zgodna z normą ISO 15359

Badanie tarcia statycznego na pierwszym slajdzie

W celu pomiaru μS1:

1. Zamocuj preparaty na stole i saneczkach.
2. Wyrównaj kierunek maszynowy (MD) lub kierunek poprzeczny (TD) z kierunkiem ciągnięcia.
3. Opuść sanki na powierzchnię testową z prędkością około 3 mm/s.
4. Pozostaw sanki w kontakcie przez 1–20 sekund.
5. Stopniowo zwiększaj siłę pociągową.
6. Zmierz siłę potrzebną do rozpoczęcia ruchu (FS1).
7. Powtarzaj tę czynność, aż uzyskasz co najmniej sześć prawidłowych wyników.

Badanie tarcia statycznego i kinetycznego na trzecim slajdzie

Do pomiaru μ_s3 oraz μ_k:

1. Wykonaj pierwszy slajd zgodnie z powyższym opisem.
2. Należy kontynuować ruch sań zgodnie z wymaganiami dotyczącymi przemieszczania określonymi w normie ISO 15359.
3. Przesuń próbki z powrotem do pozycji wyjściowej.
4. Powtórz cykl przesuwania jeszcze dwa razy.
5. Rekord:
   • Siła inicjująca na trzecim slajdzie (FS3)
   • Średnia siła tarcia kinetycznego (FK) przy skoku w zakresie od 40 mm do 60 mm
6. Należy przeprowadzić co najmniej sześć prawidłowych powtórzeń badania.

Takie podejście pozwala na ocenę właściwości tarcia zarówno powierzchni początkowej, jak i zużytej.

Sprzęt wykorzystywany do badań zgodnie z normą ISO 15359

Odpowiedni ISO 15359 System testowy powinien zapewniać:

• Precyzyjny pomiar siły
• Kontrolowany ruch sań
• Regulowane prędkości testowe
• Stabilna pozioma płaszczyzna testowa
• Gromadzenie danych i analiza statystyczna
• Sterowanie ruchem powtarzalnym

Zalecane rozwiązanie: COF-01 – urządzenie do pomiaru współczynnika tarcia

The Tester współczynnika tarcia COF-01 przeznaczony jest do oceny tarcia:

• Papier i tektura
• Folie z tworzyw sztucznych
• Elastyczne materiały opakowaniowe
• Etykiety
• Podłoża powlekane

Kluczowe możliwości obejmują:

• Pomiar statycznego i kinetycznego współczynnika tarcia (COF)
• Działanie sterowane przez PLC
• Interfejs HMI z ekranem dotykowym
• Precyzyjny system napędowy z śrubą kulową
• Zautomatyzowane gromadzenie danych
• Indywidualne konfiguracje sań
• Opcjonalna integracja oprogramowania

Urządzenie spełnia wymagania dotyczące badań tarcia powszechnie stosowane w normach ISO i ASTM dotyczących tarcia.

Rozwiązanie alternatywne: Maszyna do badań wytrzymałości na rozciąganie TST-01 z uchwytem COF

Dla laboratoriów poszukujących wielofunkcyjnych możliwości badawczych, TST-01 – Tester współczynnika tarcia (COF) i wytrzymałości na rozciąganie z uchwytem do pomiaru współczynnika tarcia łączy:

• Badanie współczynnika tarcia
• Badanie wytrzymałości na rozciąganie
• Badanie odporności na odrywanie
• Badanie odporności na rozdarcie
• Badanie wytrzymałości uszczelnienia

Do zalet należą:

• Regulowana prędkość w zakresie od 1 do 500 mm/min
• Kompatybilność z wieloma rodzajami uchwytów
• Wysokoprecyzyjny pomiar siły
• Elastyczne wykorzystanie laboratorium

Rozwiązanie to jest szczególnie atrakcyjne dla laboratoriów badawczo-rozwojowych oraz działów kontroli jakości, które zarządzają wieloma badaniami materiałów w ramach jednej platformy.