ISO 8295: 摩擦係数
とりわけ、 摩擦係数 (COF) は、プラスチックフィルムの表面質感と印刷適性に関する情報を提供します。静摩擦係数および動摩擦係数は、パッケージングおよび印刷機でさらに処理されるフィルムにとって特に重要です。また、セパレーターフィルムの形で EVバッテリーの試験でも重要な役割を果たします。
プラスチックフィルムの摩擦係数の測定については、ISO 8295、ASTM D1894、JIS K7125、および DIN 53375 (廃止) の各規格に記載されています。
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ISO 8295規格の目的とアプリケーション
ISO 8295 に従って摩擦係数を決定することは、パッケージングや印刷機でさらに加工されるフィルム材料にとって特に重要です。プラスチックフィルムの摩擦係数、特に静摩擦と動摩擦は、表面テクスチャの加工性に関する情報を提供し、印刷目的にとって重要です。これらは、電気自動車のバッテリーなど、より複雑な製品の重要なコンポーネントでもあります。
ISO 8295では、一般的なフィルム対フィルムの組み合わせに加えて、フィルム対金属、フィルム対ガラス、または 2 種類の異なるフィルム材料などの組み合わせを同じテスト方法を使用して評価できます。ただし、原則として、このテストに使用されるフィルムは同一であるため、フィルムスタックまたはフィルムロールの滑りプロセスを評価できます。
ISO 8295 に準拠した特性値/試験結果
摩擦係数 (μ) は、ISO 8295 に従ってテストする場合の主な結果です。これは、2 つの材料が互いにどれだけよく動くか、またはどれだけ簡単にくっつくかを示します。摩擦係数は、滑り係数 (動摩擦) と始動摩擦係数 (静摩擦) の両方として表されます。摩擦係数が高いほど、材料の表面は粗くなります。
摩擦係数 μS = Fs/FP
動摩擦係数 μD = FD/FP
| 略語 | 単位 | 名前 | 簡単な説明 |
| μs | 静摩擦係数 |
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| Fs | N | 静摩擦力 | F s はニュートンで表される静止摩擦力である。 |
| FP | N | 標準試験力 | FP は、車両の質量によって及ぼされる標準的な力であり、ニュートン（= 1.96 N）で表されます。 |
| µD | 動摩擦係数 |
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| FD | N | 動摩擦力 | FDはニュートンで表された動摩擦力です |
ISO 8295 試験性能と試験機
COF試験機と試験治具:
- ISO 8295 に従って摩擦係数を決定するテストは、追加の ZwickRoell テスト フィクスチャを備えた静的zwickiLine試験機で簡単に実行できます。
- 試験治具は、水平テストテーブルと既知の質量を持つスレッドで構成されます。治具を使用して、フィルムとフィルムの間、およびフィルムとステンレス鋼またはガラス製のシート材料の間の摩擦挙動を決定できます。
試験の実行：
- フィルムはスレッドでクランプされます。2番目のフィルムは、ステンレス鋼のテーブルあるいはそのテーブルに配置されている付属のガラスプレートに固定できます。フィルムペアは、テーブルとスレッドの間に取り付けられ、既知の表面積全体に均等に分散された圧力で全面がサポートされるようにします。これは、フェルトの層を使用することによって達成されます。
- 試験では、スレッドがテーブルを横切って移動するかどうか、または移動がテーブルに起因するかどうかは関係ありません。
- 静止摩擦を測定するために、スレッドは、固定ばね定数とねじ山を備えた標準化された張力ばねを介して力センサーに接続されます。このようにして、移動中にスレッドにかかる張力を正確に測定できます。動摩擦の測定ではスティックスリップ効果が発生してはならないため、引張りばねは使用されません。
摩擦係数の計算：
- 摩擦係数は、スレッドで測定された張力と、スレッドの自重による接触力の商として表されます: 摩擦係数 μ = Fs/FD
- 静摩擦係数（静止摩擦）は、スレッドにかかる張力の最初のピーク値から計算され、動摩擦係数（滑り摩擦）は、所定の滑り距離におけるスレッドにかかる張力の平均値から算出されます。
ISO 8295 バッテリー試験におけるセパレーターフィルムの摩擦特性
リチウムイオンバッテリーでは、セパレーターフィルムがアノードとカソードを分離して電気的短絡を防止します。同時に、セパレーターは電気化学セル内の回路を閉じるために必要なイオン化された電荷キャリアの流れを可能にします。
セラミックセパレーターとガラス繊維不織布に加えて、ポリマー膜が主に使用されます。引張強度と破断時のひずみを測定することで、動作時の機械的ストレス下でのセパレーターフィルムの完全性に関する情報が得られます。セパレーターフィルムが厚いほど、アノードとカソードの接触を効率的かつ安全に防止できますが、フィルムが薄いほど、バッテリーの重量を減らしてエネルギー密度を向上させることができます。
電極コーティングとセパレーター間の摩擦係数に関するセパレーターの挙動も重要な側面です。これらの特性値はセルの性能に影響し、巻き取りプロセスでの製造パラメータの設定に特に重要です。ツビックローエルは室温での試験を可能にし、ツビックローエル温度チャンバーの助けを借りて、-20℃～ +50℃の範囲の動作温度に近い温度での試験も行います。これにより、さまざまな条件下でのセパレーターフィルムの包括的な特性評価が保証されます。
現在、EV バッテリー専用のテスト規格は開発されていないため、摩擦特性を評価するための代替規格として ISO 8295 および ASTM D1894 がよく使用されています。また、現実的な機械的特性を実現するために、テストは電解質で湿潤した状態でも実行されます。特にバッテリー材料に関するこれらの規格のさらなる開発に積極的に関与することで、ツビックローエルの試験方法が今後もすべての要件を満たし続けることが保証されます。
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ISO 8295 に従った摩擦係数の決定に関するよくある質問
表面が粗いほど、摩擦係数は高くなります。これは、2 つの材料が互いにどれだけうまく動くか (動摩擦または動的摩擦)、またはどれだけ簡単に互いにくっつくか (静的摩擦) を示します。静摩擦係数は、2 つの材料を動かすために必要な力を示し、動的摩擦または動摩擦係数は、それらを動かし続けるために必要な力を表します。摩擦係数 (μ) は、ISO 8295 に従ってテストする場合の主な結果です。
摩擦係数は、そりで測定された引張力とそりの自重から生じる接触力の商として計算されます。計算式は次のとおりです：
- 静摩擦係数: μS = Fs/FP
- 動摩擦係数: μD = FD/FP
ここで、FS と FD はそれぞれ静的および動的摩擦力 (ニュートン単位) であり、FP はスライドの質量によって及ぼされる標準力で、ニュートン (= 1.96 N) で表されます。
ISO 8295と ASTM D1894 は、プラスチックフィルムの摩擦係数を決定するための国際規格です。とりわけ、これらの規格では、そりのサイズと重量、そりを覆う材料が区別されています。試験片のサイズも異なります。ASTM D1894 とは異なり、ISO 8295 では、テストにスプリングを使用することが規定されています。