Abriebprüfung von Papier und Kunststofffolie von Shimadzu

Zweck und Definition

Bei der Prüfung des Reibungskoeffizienten wird die Leichtgängigkeit bzw. der Widerstand zweier Materialien gemessen, die gegeneinander verschoben werden. Mit dem Reibungskoeffizienten werden im Allgemeinen zwei unterschiedliche Werte verbunden – der statische und der kinetische (auch dynamische genannt).

Die statische Komponente stellt die Kraft dar, die erforderlich ist, um eine Bewegung zwischen zwei Oberflächen einzuleiten, während die dynamische Komponente den Widerstand gegen die Bewegung zweier Oberflächen aufeinander beschreibt. ASTM D1894 ist eine allgemeine Norm zur Bestimmung der statischen und dynamischen Komponente des Reibungskoeffizienten an Folien und Platten aus Kunststoffen, die jedoch auch zur Bestimmung des Reibungskoeffizienten an Papier und anderen Materialien verwendet werden kann.

Verwendete Ausrüstung

Kraftaufnehmer: 10N

Prüfvorrichtung: gemäß ASTM D1894 (auch gemäß EN möglich)

Software: TrapeziumX, Modul Single

Umgebungsbedingungen: Labortemperatur 21°C, +/- 2°C, Luftfeuchtigkeit ca. 50 +/- 5%

Abb. 1 Prüfmaschine

Prüfvorrichtung

Die Prüfvorrichtung zur Messung des Reibungskoeffizienten besteht aus einer feststehenden Stahlplatte mit den Abmessungen 240 x 360 mm. Die Platte ist fest mit der Maschine verbunden.

Zur Vorrichtung gehört auch ein beweglicher Schlitten mit einer Masse von 200g  und den Abmessungen 63,5 x 63,5 mm, der über eine Umlenkrolle mittels eines Seils mit dem Kraftaufnehmer verbunden ist.

Abb. 2 Prüfvorrichtung

Durchführung der Prüfung

Aus dem zu prüfenden Material werden zwei Proben vorbereitet. Eine zur Befestigung auf der ebenen Platte, die andere für den gezogenen Schlitten. Die Probe für die ebene Platte hat die Abmessungen 250 bis 300 mm x 130 mm. Sie wird z. B. mit Klebeband so auf der Platte befestigt, dass die kürzere Seite der Probe zur Bedienperson zeigt.

Der gezogene Schlitten wird in die zweite Probe mit einer Breite von mindestens 63,5 mm eingewickelt. Die Probe muss mindestens so lang sein, dass der Schlitten umwickelt und die Enden auf der Oberseite des Schlittens mit Klebeband verbunden werden können.

Abb. 3 Aufbau für die COF-Prüfung

Wenn Karton oder andere steife Proben geprüft werden, werden diese mit doppelseitigem Klebeband befestigt.

Sauberkeit ist sehr wichtig, um eine Verunreinigung der Proben durch Fett oder andere Stoffe zu vermeiden, die die Reibungseigenschaften der Probe beeinflussen können. Aus diesem Grund können Handschuhe sehr nützlich sein, und es empfiehlt sich auch, die Platte mit einem Reiniger auf Alkoholbasis zu reinigen.

Das Prüfverfahren wird gemäß DIN 53375 / ISO 8295 oder ASTM D 1894 vorbereitet. Das Softwaremodul der Software TrapeziumX ist Single, Typ Peel.

Die Prüfgeschwindigkeit wird auf 130 mm/min eingestellt (gemäß der Norm ASTM D 1894 sind 150 +/-30 mm/min erforderlich). Die Hubbegrenzung ist auf 130 mm eingestellt. Die Software TrapeziumX ist bereits für diese Prüfung vorbereitet, sodass die Punkte für die statische COF-Komponente und die dynamische COF-Komponente ausgewählt werden können.

Bei der Prüfung wurde ein Kraftaufnehmer mit 50N verwendet, und alle Werte lagen unter 1N. In diesem Fall muss die Empfindlichkeit für die Auswertung sehr niedrig eingestellt werden. Standardmäßig ist die Empfindlichkeit auf 1% des Messbereichs des Kraftaufnehmers eingestellt, was bedeutet, dass die kleinste erfasste Änderung 0,1N betragen würde. Da die Änderungen zwischen den Spitzen (Peak) und Tälern (Valley) jedoch ca. 0,1N betragen, kann es vorkommen, dass nach der Prüfung keine Werte angezeigt werden. In diesem Fall ist es jedoch jederzeit möglich, die Funktion zur erneuten Analyse zu nutzen, die Empfindlichkeit anzupassen und die erfassten Daten neu auszuwerten.

Abb. 4 Aufbau für die COF-Prüfung

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