"ГОСТ Р ИСО 22653-2017. Национальный стандарт Российской Федерации. Обувь. Методы испытаний подкладки и вкладных стелек. Статическое трение"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 25.08.2017 N 959-ст)

1 ПОДГОТОВЛЕН Акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский институт сертификации" (АО "ВНИИС") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 412 "Продукция текстильной и легкой промышленности"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 августа 2017 г. N 959-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 22653:2003 "Обувь. Методы испытаний подкладки и вкладных стелек. Статическое трение" (ISO 22653:2003 "Footwear - Test methods for lining and insocks - Static friction", IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочного европейского стандарта соответствующий межгосударственный стандарт, сведения о котором приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Настоящий стандарт устанавливает два метода оценки свойств трения подкладки и вкладных стелек, независимо от материала, из которого они изготовлены.

В настоящем стандарте использована ссылка на следующий стандарт. Для недатированных ссылок применяют самые последние издания, включая любые изменения и поправки.

EN 12222 Footwear - Standard atmospheres for conditioning and testing of footwear and components for footwear (Обувь. Стандартные атмосферные условия для кондиционирования и испытаний обуви и деталей обуви)

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 коэффициент статического трения (coefficient of static friction): Отношение силы, необходимой для инициирования трения между двумя контактирующими поверхностями, к действующей на эти поверхности перпендикулярно приложенной силе.

3.2 коэффициент кинетического трения (coefficient of kinetic friction): Отношение силы, необходимой для поддержания постоянной скорости трения между двумя контактирующими поверхностями, к действующей на эти поверхности перпендикулярно приложенной силе.

3.3 кинетический угол поверхностного соскальзывания D_k (kinetic angle of surface drag): Угол наклона плоскости, при котором испытательные салазки скользят по ней под воздействием обычного толчка.

3.4 статический угол поверхностного соскальзывания D_s (static angle of surface drag): Угол наклона плоскости, при котором испытательные салазки скользят по ней под действием собственной массы и инерции.

Следует применять следующие аппаратуру и материалы.

4.1.1 Салазки размерами (150 +/- 1) x (100 +/- 1) мм, массой (700 +/- 15) г, к которым присоединен образец подкладки или вкладной стельки (5.1.1) и подложка под образец из пористой резины (с закрытыми порами) или пластмассы толщиной 3 мм, со средней кажущейся плотностью. Поверхность салазок должна быть плоская и гладкая или отполированная. Кромки салазок должны быть без заусенцев и шероховатостей.

Если положить салазки на горизонтальную платформу испытательного устройства, то поверхность скольжения салазок должна быть параллельна ее поверхности и находиться с ней в полном контакте, без перекосов.

4.1.2 Приводной механизм для перемещения салазок или горизонтальной платформы, обеспечивающий относительное движение с постоянной скоростью (800 +/- 80) мм/мин.

В конце испытания привод автоматически отключается или обесточивается (4.1.3).

4.1.3 Горизонтальная платформа испытательного устройства жесткой конструкции, с гладкой или полированной поверхностью, на которой взятый для сравнения образец материала (5.1.2) закреплен таким образом, чтобы не растягивался более требуемого минимума, установленного для разглаживания непостоянных складок или морщин.

Платформа должна иметь длину, позволяющую осуществлять относительное движение по поверхности во время испытания приблизительно на 400 мм, и ширину, позволяющую оставлять зазор около 50 мм между краем салазок и любыми препятствиями по краю платформы.

4.1.4 Силоизмерительное устройство в виде тензометра, с прилагающимся самописцем для точного определения силы, необходимой для инициирования движения, и силы, необходимой для поддержания постоянной скорости после начала движения. Время отклика самописца должно быть менее 0,25 с.

4.2.1 Установка для определения статического угла поверхностного соскальзывания D_s

4.2.1.1 Жесткая платформа длиной не менее 300 мм и шириной не менее 100 мм, прикрепленная с одной стороны на петле к основанию, при условии наличия регулировочных винтов. Данная платформа должна быть оснащена спиртовым уровнем и средствами измерения угла наклона с точностью до +/- 0,5°.

4.2.1.2 Лоскут суконной шерстяной ткани Мелтон <1> (далее - сукно) размером приблизительно 250 x 100 мм, закрепляемый на платформе с небольшим натяжением таким образом, чтобы его длина располагалась в направлении, перпендикулярном направлению движения (4.2.1.1).

Примечание - Сукно следует прикрывать, когда установку не используют, и заменять через определенные интервалы времени или при загрязнении.

--------------------------------

<1> Рекомендуемые физические характеристики ткани Мелтон:

4.2.1.3 Носитель образца, изготовленный из металла, размерами в соответствии с рисунком 1. Общую массу носителя, включая зажимной винт, регулируют до 300 г с помощью высверливания выравнивающего отверстия в верхней части.

4.2.1.4 Электромотор с подходящим редуктором для того, чтобы механически наклонять плоскость платформы со скоростью (15 +/- 2)°/мин.

4.2.1.5 Микропереключатель, включенный в цепь последовательно с электромотором (4.2.1.4) и расположенный в верхнем конце платформы (4.2.1.1) таким образом, чтобы его рычаг управления можно было нажать задним торцом стоящего на сукне носителя образца (4.2.1.3). Необходимо обеспечить подходящий стопор, при котором расстояние перемещения носителя образца между стопором и положением прерывания контакта микропереключателя составляло (4,5 +/- 0,5) мм.

Усилие, необходимое для нажатия рычага управления микропереключателя, должно составлять от 40 до 80 мН.

Подходящая установка представлена схематически на рисунке 2.

4.2.2 Установка для определения кинетического угла поверхностного соскальзывания D_k

Подходящая установка представлена схематически на рисунке 3.

Жесткая платформа (4.2.1.1) и носитель образца (4.2.1.3) должны соответствовать друг другу. Необходимо обеспечить наличие средства для наклона жесткой платформы таким образом, чтобы ее можно было расположить точно в пределах +/- 0,5° от требуемой степени наклона. Необходимо предусмотреть наличие средства для толчка в задний торец носителя образца с силой около 3 Н для инициирования скольжения (см. 6.2.2.2).

Примечание - Импульс силой 3 Н в задний торец носителя образца можно осуществить с помощью металлического цилиндра соответствующего размера и массы. Данный метод дает различные значения силы при различных углах наклона платформы.

5.1.1 Вырезают два образца подкладки или вкладной стельки размерами 250 x 100 мм, один - в продольном направлении материала и другой - в поперечном.

5.1.2 Вырезают два образца, используемые для сравнения, каждый из которых не менее 550 мм длиной и 200 мм шириной, из испытуемого материала подкладки или вкладной стельки, или сукна.

Кондиционируют испытуемые образцы материала и предназначенные для сравнения по ЕН 12222 в течение не менее 24 ч перед испытанием и выполняют испытание при тех же атмосферных условиях.

Из расположенных на равном расстоянии по ширине материала мест, но не менее чем в 50 мм от кромки, вырезают шесть образцов размером 120 x 50 мм, отмеряя длину в поперечном направлении.

Кондиционируют образцы подкладки или вкладной стельки по ЕН 12222 в течение не менее 24 ч перед испытанием и выполняют испытание при тех же атмосферных условиях.

Испытуемый образец подкладки или вкладной стельки устанавливают покрытием вверх на салазки с тензодатчиком, соединенным с самописцем. Салазки приводят в движение по жестко установленной горизонтальной платформе, на которой закреплен используемый для сравнения образец материала (подкладки, вкладной стельки или сукна). Усилие, необходимое для инициирования движения салазок и поддержания после этого постоянной скорости, измеряют.

Определяют массу испытуемого образца подкладки или вкладной стельки (5.1.1), г, и устанавливают его на салазки (4.1.1) испытуемой поверхностью с покрытием вверх (см. рисунок 4).

Следят за тем, чтобы испытуемый образец был не излишне растянут, но достаточно разглажен для того, чтобы во время испытания отсутствовали складки и морщины, способные повлиять на результаты.

Устанавливают используемый для сравнения образец (5.1.2) на горизонтальную платформу (4.1.3) аналогичным образом.

Следят за тем, чтобы обе поверхности были свободны от неровностей и постороннего материала.

Не прикладывая никакой дополнительной придавливающей силы, помещают салазки на горизонтальную платформу, проследив за тем, чтобы самописец (4.1.4) зафиксировал нулевое положение, и скорость ленты самописца составляла около 600 мм/мин.

Измеряют и записывают окружающую относительную влажность и температуру.

Включают привод (4.1.2).

Примечание - Удобно наложить используемый для сравнения образец поверх кромок горизонтальной платформы и закрепить его снизу липкой лентой. Альтернативно можно осторожно приклеить его липкой лентой в пределах канала с разряженным воздухом или, если используемый для сравнения образец представляет собой тонкую ткань с покрытием с одной стороны, его можно закрепить с помощью вакуумного насоса, как показано на рисунке 4.

Салазки с размещенным образцом подкладки или вкладной стельки устанавливают на покрытую сукном платформу, которую можно приподнять на некоторый угол относительно горизонтали. Угол наклона плоскости постепенно увеличивают до тех пор, пока салазки не заскользят по наклонной плоскости. Угол наклона плоскости измеряют и записывают как угол поверхностного соскальзывания.

6.2.2.1 Вариант 1. Определение статического угла поверхностного соскальзывания D_s

Устанавливают платформу с углом наклона 0° по шкале угломерного круга и выравнивают ее с помощью регулировочных винтов на основании. Оборачивают образец вокруг носителя и зажимают его в состоянии небольшого натяжения.

Помещают носитель с образцом на платформу таким образом, чтобы образец касался сукна, а задняя часть носителя упиралась в стопор, включая таким образом микропереключатель. Затем включают электромотор. Когда наклон платформы позволит носителю с образцом заскользить по сукну, рычаг, воздействующий на микропереключатель, отпускается, выключая электромотор. Записывают угол наклона платформы с точностью до 0,5°.

Повторяют эту процедуру на двух оставшихся образцах.

6.2.2.2 Вариант 2. Определение кинетического угла поверхностного соскальзывания D_k

Оборачивают образец подкладки или вкладной стельки вокруг носителя и закрепляют его в состоянии небольшого натяжения.

Помещают носитель с образцом на платформу таким образом, чтобы образец касался сукна, а задняя часть носителя упиралась в стопор. Поднимают платформу на угол, меньший на 5°, чем D_s. Прикладывают к задней части носителя силу около 3 Н. Отмечают, свободно ли соскальзывают салазки на расстояние 200 мм. Если носитель скользит несвободно, поднимают угол наклона на 1° и продолжают испытание таким же образом до тех пор, пока носитель свободно не соскользнет вниз по платформе на расстояние 200 мм.

Повторяют эту процедуру на двух оставшихся образцах.

7.1.1 Коэффициент статического трения 

По записи самописца определяют максимальное значение усилия, необходимого для инициирования движения испытуемого образца.

Рассчитывают коэффициент статического трения по формуле

где F - максимальное усилие, необходимое для инициирования движения испытуемого образца, Н;

W - суммарная масса салазок и испытуемого образца подкладки или вкладной стельки, Н.

7.1.2 Коэффициент кинетического трения 

Используя автоматическую запись самописца, определяют по 50%-ной центральной полосе следа (т.е. второй и третий квантили) максимальное и минимальное отклонения и вычисляют их среднеарифметическое значение S (см. рисунок 5), г.

Рассчитывают средний коэффициент кинетического трения по формуле

где S - среднее усилие, необходимое для поддержания постоянной относительной скорости между испытуемыми поверхностями, Н.

7.1.3 Относительная изменчивость кинетического трения V_k (см. рисунки 6 и 7)

В десяти равноудаленных друг от друга позициях по длине следа самописца записывают значение, г, максимального и минимального отклонений на следе самописца, вычисляют их среднеарифметическое значение S, г, и рассчитывают относительную изменчивость кинетического трения V_k, %, по формуле

где M_n - максимальные значения кинетического трения при M₁, M₂, M₃ ...M₁₀, г;

m_n - минимальные значения кинетического трения при m₁, m₂, m₃...m₁₀, г;

S - среднее значение, необходимое для поддержания постоянной относительной скорости между испытуемыми поверхностями, г.

Относительное значение V_k обеспечивает индикацию величины, в пределах которой значение кинетического трения колеблется около его среднего значения.

Примеры различных значений V_k, связанных с различными следами самописца, приведены в приложении A.

7.2.1 Статический угол поверхностного соскальзывания D_s

Рассчитывают среднее значение угла наклона, определенного в 6.2.2.1, и представляют его как статический угол поверхностного соскальзывания D_s.

7.2.2 Кинетический угол поверхностного соскальзывания D_k

Рассчитывают среднее значение угла наклона, определенного в 6.2.2.2, и представляют его как кинетический угол поверхностного соскальзывания D_k.

Результаты метода B выражают не в абсолютных коэффициентах трения, а в градусах наклона плоскости. Межлабораторные испытания показали, что угол поверхностного соскальзывания 30° очень приблизительно равен коэффициенту трения 0,9 (см. рисунки 8 и 9).

Протокол испытания должен включать следующую информацию:

a) результат, представленный в соответствии с разделом 7;

b) полное описание испытанных образцов, включая артикулы, сырье, окраску и т.п.;

c) описание процедуры отбора образцов, если необходимо;

d) ссылка на настоящий стандарт;

e) описание всех отклонений от стандартного метода;

f) дата проведения испытания.

В межлабораторных исследованиях масса салазок была 682,7 г, а масса образца ткани с покрытием - 2,4 г.

По следу самописца максимальное и минимальное значения силы трения составили 400 и 295 г соответственно.

Среднее значение кинетического трения S, следовательно, составило 347,5 г.

Значение тогда задается формулой

Значения M получили следующие: 430, 410, 400, 400, 400, 395, 400, 390, 390, 390 г.

Значения m получили следующие: 310, 310, 295, 297, 295, 300, 305, 305, 305, 305 г.

Относительное значение V_k, %, вычисляют:

Таким образом,

т.е. значения кинетического трения отличаются от среднего, приблизительно на 14,35% для данной конкретной ткани с покрытием.

Ткань с покрытием, использованную в примере A.1, испытали на трение поверхностей с покрытием относительно друг друга. След самописца показан на рисунке 7. Масса тележки и масса образца ткани с покрытием были те же самые, т.е. (682,7 + 2,4) = 685,1 г.

По 50%-ной центральной полосе следа самописца обнаружено, что максимальное и минимальное значения силы трения составили 495 и 225 г соответственно. Среднее значение кинетического трения S, следовательно, составило 360 г. Значение рассчитывают по формуле

Значения M получили следующие: 525, 507, 490, 477, 490, 485, 470, 495, 480, 420 г.

Значения m получили следующие: 240, 232, 237, 240, 235, 235, 250, 262, 265, 280 г.

Относительное значение V_k, %, вычисляют:

Таким образом

т.е. значения кинетического трения отличаются от среднего приблизительно на 33%.

Примечание - Ткани с покрытием, использованные в A.1 и A.2, одинаковые.

Несмотря на близкие значения , значения V_k значительно различаются в результате использования разных устройств для сравнения величин.