材料科学における摩擦入門

摩擦は、材料が動きの中でどのような挙動を示すかにおいて重要な要素である。これは、2つの表面が接触し、互いに滑ろうとするときに発生する抵抗力のことです。摩擦は製品の性能、製造の信頼性、オートメーションの効率に直接影響するため、摩擦を理解し測定することは材料試験において不可欠です。

摩擦には主に2つのタイプがあります:

  • 静止摩擦 - 2つの表面間で運動を開始するのに必要な力
  • 運動摩擦:一旦運動が始まると、その運動を維持するために必要な力

この2種類の摩擦を正確に測定することで、エンジニアは包装、輸送、組立などの用途における材料の挙動を最適化することができます。例えば、包装ラインにおける過度の静止摩擦は送り誤差の原因となり、一方、一貫性のない動摩擦は処理能力にばらつきを生じさせます。

摩擦試験がどのように包装性能を向上させるかを見る

摩擦係数の測定方法

静摩擦係数(COF)と動摩擦係数(COF)の両方を測定するために最も広く採用されている技術は、水平面法である。この方法では、質量が既知のそりを、制御された荷重と速度のもとで平らな表面を横切るように引く。登録されたピーク力は静止摩擦に対応し、運動中の平均力は動摩擦を示す。

この方法は、以下の厳密な制御によって高い再現性を保証する:

  • そりの質量と表面の材質
  • 引張り速度
  • 環境条件

傾斜面や回転ドラムなど、他の方法もありますが、標準化された工業用途ではあまり使用されていません。

FPT-H1摩擦試験機の詳細

摩擦試験の基準

Mecmesinシステムは、結果の一貫性と比較可能性を保証するために、さまざまな国際規格に準拠しています:

  • ASTM D1894- プラスチックフィルムおよびシートの静的および動的COF測定
  • BS EN ISO 8295- プラスチックフィルム試験の試験方法条件を規定
  • TAPPI T549- 包装における紙対紙の摩擦を評価するために設計されています。
  • ISO 15359- 紙および板紙の摩擦特性

これらの規格は、試験速度、周囲温度、そり質量、表面処理に関する要求事項を規定しています。

ASTM D1894規格概要のダウンロード

業界を超えたアプリケーション

摩擦試験は、さまざまな分野で重要な役割を果たしています:

  • パッケージング- フィルム中のスリップ剤を評価することで、高速ラインでのスムーズな送りを実現します。
  • 製紙- 表面摩擦を制御することにより、印刷品質とフィードアライメントを管理する。
  • 自動車- シートベルトやトリムファブリックの性能のための材料界面摩擦の測定

例えば、プラスチックフィルムの生産では、COF0.25~0.35を達成することで、スプールが制御不能になるリスクを冒すことなく、フィルムのスムーズな巻き戻しを保証することができます。

ケーススタディと実例

Mecmesinのシステムは、さまざまな産業用途で使用されています:

  • 歯ブラシ包装 - 射出成形後に摩擦試験を実施し、棚に並べるトレーの滑り抵抗が一定になるようにしました。
  • スナック菓子の包装 -COF測定により、スリップ添加剤の過剰塗布が高速包装時のシールの信頼性を低下させていることが判明しました。

これらのプロジェクトは、お客様が生産効率を維持しながら材料コストを最適化するのに役立ちました。

摩擦係数試験に関するウェビナーを見る

摩擦試験用メクメシンシステム

Mecmesinは国際規格に準拠した一連の精密摩擦試験機を提供しています:

  • FPT-H1- 手動および自動ソリ制御が可能な水平面試験機
  • MultiTest-dV- カスタムの摩擦試験セットアップが可能な汎用力試験システム
  • OmniTest- 研究開発環境に最適な先進のソフトウェア統合プラットフォーム
  • VectorPro- Mecmesinの直感的な解析ソフトウェア。ピーク荷重と定常荷重を可視化し、完全なトレーサビリティでレポートします。

フィルム、ホイル、紙、包装トレイ、その他の材料界面用の試験治具とそりをご用意しています。

摩擦試験プラットフォームの比較

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  • 材料適合性
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  • 治具とそりの選択
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