ISO 4649:2002
(Main)Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of abrasion resistance using a rotating cylindrical drum device
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of abrasion resistance using a rotating cylindrical drum device
This International Standard specifies two methods for the determination of the resistance of rubber to abrasion by means of a rotating cylindrical drum device. The methods involve determination of the volume loss due to the abrasive action of rubbing a test piece over a specified grade of abrasive sheet. Method A is for a non-rotating test piece and method B for a rotating test piece. For each method, the result can be reported as a relative volume loss or an abrasion resistance index. Because factors such as the grade of abrasive sheet, the type of adhesive used in the manufacture of the sheet and contamination and wear caused by previous testing lead to variations in the absolute values of abrasion loss, all tests are comparative. Runs with a reference compound are included so that the results may be expressed either as a relative volume loss compared to a calibrated abrasive sheet or an abrasion resistance index compared to a reference compound. These test methods are suitable for comparative testing, quality control, specification compliance testing, referee purposes, and research and development work. No close relation between the results of this abrasion test and service performance can be inferred.
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de la résistance à l'abrasion à l'aide d'un dispositif à tambour tournant
L'ISO 4649:2002 spécifie deux méthodes de détermination de la résistance du caoutchouc à I'abrasion à l'aide d'un dispositif à tambour tournant. Les méthodes consistent à déterminer la perte de volume d'une éprouvette de caoutchouc soumise à une action abrasive par frottement sur une qualité spécifiée de toile abrasive. La méthode A utilise une éprouvette fixe et la méthode B utilise une éprouvette tournante. Pour chaque méthode, le résultat peut être exprimé en perte de volume relative ou par un indice de résistance à l'abrasion. Étant donné que des facteurs tels que la qualité de toile abrasive et l'adhésif utilisés dans la fabrication de la toile ainsi que la contamination et l'usure dues aux essais antérieurs entraînent des variations dans les valeurs absolues de la perte par abrasion, tous les essais sont comparatifs. Des applications avec des caoutchoucs de référence sont incluses pour que les résultats puissent être exprimés soit en perte de volume relative par rapport à une toile abrasive calibrée, soit par un indice de résistance à I'abrasion par rapport à un caoutchouc de référence. Ces deux méthodes d'essai conviennent aux essais comparatifs, de contrôle de la qualité, de conformité aux spécifications, aux besoins d'arbitrage et aux travaux de recherche et de développement. On ne peut déduire aucune relation entre les résultats de cet essai d'abrasion et les performances en service.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4649
Second edition
2002-05-01
Rubber, vulcanized or thermoplastic —
Determination of abrasion resistance using
a rotating cylindrical drum device
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de la
résistance à l'abrasion à l'aide d'un dispositif à tambour tournant
Reference number
ISO 4649:2002(E)
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ISO 2002
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ISO 4649:2002(E)
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ii ISO 2002 – All rights reserved
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ISO 4649:2002(E)
Contents Page
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principle . 2
5 Apparatus and materials . 4
6 Test pieces . 5
7 Test temperature . 6
8 Procedure . 6
9 Expression of results . 8
10 Precision and bias . 9
11 Test report . 10
Annexes
A Notes on a suitable abrasive sheet. 12
B Standard and user-defined reference compounds. 13
B.1 Purpose . 13
B.2 Standard reference compound No. 1 for the calibration of the abrasive sheet and for use as a comparative
standard reference compound. . 13
B.3 Standard reference compound No. 2 (representative of a simple tyre tread rubber) for use as a comparative
standard reference compound . 16
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ISO 2002 – All rights reserved iii
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ISO 4649:2002(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 4649 was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products,
Subcommittee SC 2, Testing and analyses.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 4649:1985), which has been technically revised.
Annexes A and B form a normative part of this International Standard.
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iv ISO 2002 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 4649:2002(E)
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of abrasion
resistance using a rotating cylindrical drum device
WARNING — Persons using this International Standard should be familiar with normal laboratory practice.
This standard does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its use. It is the
responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to ensure compliance with
any national regulatory conditions.
1 Scope
This International Standard specifies two methods for the determination of the resistance of rubber to abrasion by
means of a rotating cylindrical drum device.
The methods involve determination of the volume loss due to the abrasive action of rubbing a test piece over a
specified grade of abrasive sheet. Method A is for a non-rotating test piece and method B for a rotating test piece. For
each method, the result can be reported as a relative volume loss or an abrasion resistance index.
NOTE 1 Users of previous editions of this International Standard should be aware that method A and method B in this edition
have been changed. In this edition, method A (non-rotating test piece) with the calculation of relative volume loss (see 3.2)
corresponds to method A of the previous editions. Method A (non-rotating test piece) and method B (rotating test piece) with
calculation of abrasion resistance index (see 3.3) were both included in method B in the previous editions.
Because factors such as the grade of abrasive sheet, the type of adhesive used in the manufacture of the sheet and
contamination and wear caused by previous testing lead to variations in the absolute values of abrasion loss, all tests
are comparative. Runs with a reference compound are included so that the results may be expressed either as a
relative volume loss compared to a calibrated abrasive sheet or an abrasion resistance index compared to a
reference compound.
NOTE 2 The abrasion loss is often more uniform using the rotating test piece because the whole surface of the test piece is in
contact with the abrasive sheet over the duration of the test. However, there is considerable experience using the non-rotating test
piece.
These test methods are suitable for comparative testing, quality control, specification compliance testing, referee
purposes, and research and development work. No close relation between the results of this abrasion test and
service performance can be inferred.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 471:1995, Rubber — Temperatures, humidities and times for conditioning and testing
ISO 2393:1994, Rubber test mixes — Preparation, mixing and vulcanization — Equipment and procedures
ISO 2781:1988, Rubber, vulcanized — Determination of density
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ISO 2002 – All rights reserved 1
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ISO 4649:2002(E)
ISO 5725-2:1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 2: Basic method
for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method
ISO 7619:1997, Rubber — Determination of indentation hardness by means of pocket hardness meters
ISO 9298:1995, Rubber compounding ingredients — Zinc oxide — Test methods
3 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the following terms and definitions apply.
3.1
abrasion resistance
the resistance to wear by mechanical action upon a surface
NOTE For the purposes of this International Standard, the abrasion resistance is expressed either as a relative volume loss
compared to an abrasive sheet calibrated using a standard reference compound, or as an abrasion resistance index compared to
a reference compound.
3.2
relative volume loss
the volume loss, in cubic millimetres, of the test rubber after being subjected to abrasion by an abrasive sheet which
will cause a reference compound to lose a defined mass under the same specified conditions of test
NOTE A value of 200 mg has been established as the mid-point of the calibration range (see B.2.4.3) for the abrasive sheet
using method A with standard reference compound No. 1 (see B.2) and considerable experience has been accumulated using the
relative volume loss calculation in 9.2. A relative volume loss can be calculated for method B (rotating test piece), or with either
test method with another reference compound, if the defined mass loss is known [(150 mg) has been indicated as a possible value
for method B with standard reference compound No. 2 (see B.3) but its accuracy has not been documented to the degree of the
value (200 mg) using method A with standard reference compound No. 1 (see B.2)].
3.3
abrasion resistance index
the ratio of the volume loss of a reference compound to the volume loss of the test rubber measured under the same
specified conditions of test and expressed as a percentage
NOTE A smaller number indicates a lower abrasion resistance.
4Principle
A cylindrical rubber test piece is made to slide over an abrasive sheet of specified abrasive grade at a specified
contact pressure over a given distance. The test piece may be non-rotating or rotating during the test.
Abrasion takes place over one of the end surfaces of the cylindrical test piece (see Figure 1). The abrasive sheet is
attached to the surface of a rotating cylindrical drum against which the test piece is held and across which it is
traversed.
The loss in mass of the test piece is determined and the volume loss is calculated from the density of the material
used for the test piece. The volume loss of the test piece is compared to that of a reference compound tested under
the same conditions.
A very important part of this method is the preparation of the abrasive sheet and its calibration using standard
reference compound No. 1 (see B.2) with a non-rotating test piece.
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2 ISO 2002 – All rights reserved
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ISO 4649:2002(E)
Dimensions in millimetres
Key
1Swivel arm
2 Sledge
3 Double-sided adhesive
tape
4 Abrasive sheet
5 Cylinder, diameter
150 mm± 0,2 mm,
length 500 mm
6 Gap � 2
7 Test piece
8 Test piece holder
9 Rotational speed
40 rpm± 1 rpm
Figure 1 — Schematic illustration of apparatus
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ISO 2002 – All rights reserved 3
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ISO 4649:2002(E)
5 Apparatus and materials
5.1 Abrasion machine
The test apparatus (see Figure 1) consists of a laterally movable test piece holder and a rotatable cylinder to which
the abrasive sheet (5.2) is fixed.
The cylinder shall have a diameter of 150 mm± 0,2 mm and a length of about 500 mm and shall be rotated at a
speed of 40 rpm± 1 rpm, the direction of rotation being as indicated in Figure 1.
The test piece holder shall have a cylindrical opening, the diameter of which can be adjusted from 15,5 mm to
16,3 mm, and a device for adjusting the length of the test piece protruding from the opening to 2mm± 0,2 mm. The
holder shall be mounted on a swivel arm that, in turn, is attached to a sledge that can be moved laterally on a spindle.
The lateral displacement of the holder shall be 4,20 mm± 0,04 mm per revolution of the drum (see note 1). Suitable
attachments may be provided to rotate the test piece during the test run by rotation of the test piece holder
(method B), preferably at the rate of 1 revolution per 50 revolutions of the drum.
NOTE 1 With this lateral movement, the test piece passes over any one area of the abrasive sheet four times.
◦
The central axis of the holder shall have an inclination of 3 to the perpendicular in the direction of rotation (see
Figure 1), and shall be placed directly above the longitudinal axis of the cylinder to within ±1mm.
The swivel arm and test piece holder shall be free from vibration during operation, and so disposed that the test piece
is pressed against the drum with a vertical force of 10 N± 0,2 N obtained by adding weights to the top of the test
piece holder. For special purposes, a force of 5N± 0,1 N may be used.
NOTE 2 A force of 5N is typically used for rubbers softer than approx. 40 IRHD.
The abrasive sheet shall be attached to the drum using three evenly spaced strips of double-sided adhesive tape
extending along the complete length of the drum. The width of the margins that are not touched by the test piece
shall be equal. Care shall be taken to ensure that the abrasive sheet is firmly held so as to present a uniform abrasive
surface over the whole area of the cylinder. One of the strips shall be placed where the ends of the abrasive sheet
meet. Ideally the ends should meet exactly, but any gap left between them shall not exceed 2mm. The adhesive tape
shall be about 50 mm wide and not more than 0,2 mm thick.
Placement of the test piece on the sheet at the beginning of a test run, and its removal after an abrasion run of
40 m± 0,2 m (equivalent to 84 revolutions), shall be automatic. In special cases of very high volume loss of the test
piece, the abrasion distance may be reduced to 20 m± 0,1 m (equivalent to 42 revolutions). In that case, a
revolution counter or automatic stopping device should preferably be used.
NOTE 3 For rubbers with very high mass loss, a distance of 10 m has been used.
To protect the abrasive sheet from damage by the test piece holder, a device for switching off the apparatus just
before the lower edge of the test piece holder touches the sheet is recommended.
The test machine may be equipped with a vacuum hose and a brush to aid in the removal of debris from the machine.
5.2 Abrasive sheet
Abrasive sheet made with aluminium oxide of grain size 60, at least 400 mm wide, 474 mm±1mm long and 1mm
average thickness, shall be used as the abrasive medium.
In a test using a non-rotating test piece of standard reference compound No. 1 (see B.2), this abrasive sheet shall
cause a mass loss of between 180 mg and 220 mg for an abrasion distance of 40 m.
When each new sheet is first used, the direction of motion shall be indicated on the sheet, as it is important that the
same direction be used for all subsequent test runs.
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4 ISO 2002 – All rights reserved
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ISO 4649:2002(E)
Notes on a suitable abrasive sheet are given in annex A.
5.3 Hollow drill (see Figure 2)
The drill shown in Figure 2 is an example of a tool suitable for the preparation of test pieces that are not moulded
(see 6.1). The speed of rotation of the drill needs to be at least 1 000 rpm for most rubbers, and even higher for
rubbers with a hardness of less than 50 IRHD or Shore A.
Dimensions in millimetres
Figure 2 — Example of a hollow drill for test piece preparation
5.4 Balance
The balance shall be of sufficient accuracy to enable the mass loss of a test piece to be determined to ±1mg.
5.5 Standard reference compounds
Specifications for standard reference compounds are given in detail in annex B.
6 Test pieces
6.1 Type and preparation
The test pieces shall be cylindrical in shape, of diameter 16 mm± 0,2 mm, with a minimum height of 6 mm.
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ISO 2002 – All rights reserved 5
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ISO 4649:2002(E)
Test pieces are normally prepared from moulded sheet using the hollow drill (5.3) or other rotating cutting tool. During
cutting, the cutting edge shall be lubricated with water to which a wetting agent has been added. Punching of the test
pieces is not permitted.
Alternatively, test pieces may be vulcanized or formed in a mould.
If test pieces of the required thickness are not available, the necessary thickness may be obtained by bonding a piece
of the test rubber to a base element of hardness not less than 80 Shore A. The thickness of the test rubber shall be
not less than 2mm.
6.2 Number
A minimum of three test runs shall be carried out for each rubber being tested. A new test piece shall be used for
each test run. For referee purposes, use 10 test pieces.
In the case of the standard reference compounds No. 1 (see B.2) and No. 2 (see B.3), three test runs may be carried
out on one test piece in order to reduce wastage.
6.3 Time interval between vulcanization or forming and testing
For all test purposes, the minimum time between vulcanization or forming and testing shall be 16 h. For non-product
tests, the maximum time between vulcanization and testing shall be 4 weeks and, for evaluations intended to be
comparable, the tests, as far as possible, shall be carried out after the same time interval. For product tests,
whenever possible, the time between vulcanization or forming and testing shall not exceed 3 months. In other cases,
tests shall be made within 2 months of the date of receipt of the product by the customer.
6.4 Conditioning
Condition all test pieces at standard laboratory temperature, in accordance with ISO 471, for a minimum period of
16 h immediately before testing.
NOTE For some rubbers which are sensitive to moisture, the humidity should also be controlled.
7 Test temperature
The test shall be carried out at standard laboratory temperature (see ISO 471) .
During a test run, there may be a considerable increase in temperature at the abrading interface, which may lead to
temperature rises within the test piece. For the purposes of this International Standard, such temperature rises are to
be disregarded, the temperature of test being that of the ambient atmosphere and of the test piece before
commencing the test.
8 Procedure
8.1 General test procedure
Before each test, any rubber debris left on the abrasive sheet from a previous abrasion test shall be removed with a
brush. A brush of about 55 mm diameter with hard nylon or similar bristles (see note 1) about 70 mm in length is
recommended for this purpose. In some cases, a blank test with a reference compound (see note 2) will effectively
clean t
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 4649
Deuxième édition
2002-05-01
Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Détermination de la
résistance à l'abrasion à l'aide d'un
dispositif à tambour tournant
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of abrasion
resistance using a rotating cylindrical drum device
Numéro de référence
ISO 4649:2002(F)
© ISO 2002
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ISO 4649:2002(F)
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© ISO 2002
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ISO copyright office
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E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Version française parue en 2004
Imprimé en Suisse
©
ii ISO 2002 – Tous droits réservés
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ISO 4649:2002(F)
Sommaire Page
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe . 2
5 Appareillage et matériaux . 3
6 Éprouvettes . 6
7 Température d'essai . 6
8 Mode opératoire . 7
9 Expression des résultats . 8
10 Fidélité et biais . 9
11 Rapport d'essai . 11
Annexes
A Indications relatives à une toile abrasive appropriée . 12
B Caoutchoucs de référence normalisés et définis par l'utilisateur. 13
B.1 Objet . 13
B.2 Caoutchouc de référence normalisé no 1 utilisé pour l'étalonnage de la toile abrasive et comme caoutchouc de
référence normalisé comparatif . 13
B.3 Caoutchouc de référence normalisé no 2 (représentatif d'un caoutchouc de bande de roulement simple) utilisé
comme caoutchouc de référence normalisé comparatif . 16
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ISO 2002 – Tous droits réservés iii
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ISO 4649:2002(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison
avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire l'objet
de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas
avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO 4649 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à
base d'élastomères, sous-comité SC 2, Essais et analyses.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 4649:1985), dont elle constitue une révision
technique.
Les annexes A et B constituent des éléments normatifs de la présente Norme internationale.
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iv ISO 2002 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 4649:2002(F)
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de la
résistance à l'abrasion à l'aide d'un dispositif à tambour tournant
AVERTISSEMENT —Il convient que les personnes utilisant la présente Norme internationale soient
familières avec les pratiques courantes de laboratoire. La présente Norme internationale n'est pas censée
traiter de toutes les questions relatives à la sécurité et associées, le cas échéant, à son utilisation. Afin
d'assurer la conformité à toute réglementation nationale, il est de la responsabilité de l'utilisateur d'établir
de manière appropriée les règles de sécurité et de procéder à l'organisation sanitaire pratique.
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie deux méthodes de détermination de la résistance du caoutchouc à
I'abrasion à l'aide d'un dispositif à tambour tournant.
Les méthodes consistent à déterminer la perte de volume d'une éprouvette de caoutchouc soumise à une action
abrasive par frottement sur une qualité spécifiée de toile abrasive. La méthode A utilise une éprouvette fixe et la
méthode B utilise une éprouvette tournante. Pour chaque méthode, le résultat peut être exprimé en perte de volume
relative ou par un indice de résistance à l'abrasion.
NOTE 1 Il convient de signaler aux utilisateurs des précédentes éditions de la présente Norme internationale que la méthode A
et la méthode B spécifiées dans cette nouvelle version ont été modifiées. Ainsi, la méthode A (éprouvette fixe) avec calcul de la
perte de volume relative (voir 3.2) correspond à la méthode A des précédentes éditions. La méthode A (éprouvette fixe) et la
méthode B (éprouvette tournante) avec calcul de l'indice de résistance à l'abrasion (voir 3.3) étaient incluses dans la méthode B
des précédentes éditions.
Étant donné que des facteurs tels que la qualité de toile abrasive et l'adhésif utilisés dans la fabrication de la toile
ainsi que la contamination et l'usure dues aux essais antérieurs entraînent des variations dans les valeurs absolues
de la perte par abrasion, tous les essais sont comparatifs. Des applications avec des caoutchoucs de référence sont
incluses pour que les résultats puissent être exprimés soit en perte de volume relative par rapport à une toile
abrasive calibrée, soit par un indice de résistance à I'abrasion par rapport à un caoutchouc de référence.
NOTE 2 L'utilisation de l'éprouvette tournante conduit souvent à une perte par abrasion plus uniforme dans la mesure où toute
la surface de l'éprouvette est en contact avec la toile abrasive pendant toute la durée de l'essai. Il est cependant à noter que
l'éprouvette fixe est largement utilisée en raison de I'expérience considérable acquise antérieurement avec cette méthode.
Ces deux méthodes d'essai conviennent aux essais comparatifs, de contrôle de la qualité, de conformité aux
spécifications, aux besoins d'arbitrage et aux travaux de recherche et de développement. On ne peut déduire
aucune relation entre les résultats de cet essai d'abrasion et les performances en service.
2Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 471:1995, Caoutchouc — Températures, humidités et durées pour le conditionnement et l'essai
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ISO 2002 – Tous droits réservés 1
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ISO 4649:2002(F)
ISO 2393:1994, Mélanges d'essais à base de caoutchouc — Mélangeage, préparation et vulcanisation —
Appareillage et mode opératoire
ISO 2781:1988, Caoutchouc vulcanisé— Détermination de la masse volumique
ISO 5725-2:1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 2: Méthode de
base pour la détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d'une méthode de mesure normalisée
ISO 7619:1997, Caoutchouc — Détermination de la dureté par pénétration au moyen d’un duromètre de poche
ISO 9298:1995, Ingrédients de mélange du caoutchouc — Oxyde de zinc — Méthodes d'essai
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
résistance à l'abrasion
résistance à l'usure due à une action mécanique sur une surface
NOTE Pour les besoins de la présente Norme internationale, la résistance à I'abrasion est exprimée soit en perte de volume
relative par rapport à une toile abrasive calibrée utilisant un caoutchouc de référence normalisé, soit par un indice de résistance
à I'abrasion par rapport à un caoutchouc de référence.
3.2
perte de volume relative
perte de volume, en millimètres cubes, du caoutchouc soumis à essai, après avoir été soumis à I'abrasion par une
toile abrasive qui provoque une perte de masse déterminée du caoutchouc de référence dans les conditions d'essai
spécifiées identiques
NOTE Une valeur de 200 mg a été établie comme point médian de l'étendue d'étalonnage (voir B.2.4.3) pour la toile abrasive
o
lorsqu'on utilise la méthode A avec le caoutchouc de référence normalisé n 1 (voir B.2), fondée sur une très large expérience
acquise en utilisant le calcul de la perte de volume relative donné en 9.2. Pour la méthode B (éprouvette tournante) ou toute autre
méthode d'essai avec un autre caoutchouc de référence, il est possible de calculer une perte de volume relative si la perte de
masse déterminée est connue [(150 mg) est une valeur indiquée comme susceptible de s'appliquer à la méthode B utilisant le
o
caoutchouc de référence normalisé n 2 (voir B.3), mais son exactitude n'a pas été documentée de manière aussi précise que
o
pour la valeur de (200 mg) applicable à la méthode A avec le caoutchouc de référence normalisé n 1 (voir B.2)].
3.3
indice de résistance à l'abrasion
rapport de la perte de volume d'un caoutchouc de référence à la perte de volume du caoutchouc soumis à essai,
mesurées dans des conditions spécifiées identiques, et exprimé en pourcentage
NOTE Plus le nombre est petit, plus la résistance à I'abrasion est faible.
4Principe
Une éprouvette cylindrique de caoutchouc est soumise à l'action d'une toile abrasive de qualité spécifiée, sous une
pression de contact spécifiée et sur une course déterminée. Pendant l'essai, l'éprouvette peut être fixe ou tournante.
L'abrasion se produit sur l'une des faces planes de l'éprouvette cylindrique (voir Figure 1). La toile abrasive est fixée
sur la surface d'un tambour cylindrique tournant contre lequel l'éprouvette est maintenue et sur toute la longueur
duquel elle se déplace.
La perte de masse de l'éprouvette est déterminée et la perte de volume est calculée d'après la masse volumique du
matériau constituant l'éprouvette. La perte de volume de l'éprouvette est comparée à celle d'un caoutchouc de
référence soumis à essai dans les mêmes conditions.
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Une partie extrêmement importante de cette méthode réside dans la préparation de la toile abrasive et de son
o
étalonnage en utilisant le caoutchouc de référence normalisé n 1 (voir B.2) avec une éprouvette fixe.
5 Appareillage et matériaux
5.1 Machine d'abrasion
L'appareillage d'essai (voir Figure 1) est constitué d'un porte-éprouvette qui peut se déplacer latéralement et d'un
tambour tournant sur lequel est fixée la toile abrasive (5.2).
Le tambour doit avoir un diamètre de 150 mm± 0,2 mm, une longueur d'environ 500 mm et il doit tourner à une
vitesse de 40 tr/min± 1 tr/min dans le sens de rotation indiqué à la Figure 1.
Le porte-éprouvette doit être constitué d'une pince ayant un orifice cylindrique dont le diamètre peut varier de
15,5 mm à 16,3 mm, et d'un dispositif permettant d'ajuster à 2 mm± 0,2 mm la partie de l'éprouvette qui dépasse de
l'ouverture. Le porte-éprouvette doit être monté sur un bras pivotant fixé à une glissière qui peut se déplacer
latéralement sur un axe. Le déplacement latéral du porte-éprouvette doit être de 4,20 mm± 0,04 mm par tour du
tambour (voir Note 1). Un dispositif approprié peut être prévu pour faire tourner l'éprouvette pendant l'essai par
rotation du porte-éprouvette (méthode B), de préférence à la vitesse de 1 tour par 50 tours du tambour.
NOTE 1 Avec ce déplacement latéral, l'éprouvette passe quatre fois sur un même emplacement de la toile abrasive.
◦
L'axe central du porte-éprouvette doit être incliné de 3 par rapport à la perpendiculaire dans le sens de rotation (voir
Figure 1), et doit être placé directement au-dessus de l'axe longitudinal du tambour à .±1mm
Le bras pivotant et le porte-éprouvette ne doivent pas vibrer pendant l'opération et ils doivent être disposés de sorte
que I'éprouvette appuie contre le tambour avec une force verticale de 10 N± 0,2 N, obtenue par addition de poids
sur le sommet du porte-éprouvette. Dans certains cas particuliers, on peut utiliser une force de 5N± 0,1 N.
NOTE 2 Une force de 5N est généralement utilisée pour des caoutchoucs d'une dureté inférieure à environ 40 DIDC.
La toile abrasive doit être fixée au tambour à l'aide de trois bandes de ruban adhésif double-face régulièrement
espacées, allant d'un bout à l'autre du tambour. La largeur des bords qui ne sont pas en contact avec l'éprouvette
doit être égale. Il faut s'assurer que la toile abrasive est bien maintenue afin d'avoir une surface abrasive uniforme sur
toute la surface du tambour. L'une des bandes doit être placée à la jointure des extrémités de la toile abrasive.
Théoriquement, il convient que les deux extrémités se rejoignent exactement, mais, s'il existe un espace, il ne doit
pas être supérieur à 2 mm. Le ruban adhésif doit avoir environ 50 mm de largeur et pas plus de 0,2 mm d'épaisseur.
La mise en place de l'éprouvette sur la toile abrasive au début d'un essai et son retrait après abrasion sur une
distance de 40 m± 0,2 m (soit 84 tours) doivent être automatiques. Dans les cas particuliers où la perte de volume
de l'éprouvette est très élevée, la distance d'abrasion peut être ramenée à 20 m± 0,1 m (soit 42 tours). Dans ce
dernier cas, il est recommandé d'utiliser de préférence un compte-tours ou un dispositif d'arrêt automatique.
NOTE 3 Pour des caoutchoucs présentant une perte de masse très élevée, une distance de 10 m a été utilisée.
Pour protéger la toile abrasive des dommages que pourrait entraîner le porte-éprouvette, il est recommandé d'avoir
un dispositif arrêtant l'appareillage juste avant que le bord inférieur du porte-éprouvette touche la toile.
La machine d'essai peut être équipée d'un tuyau à vide et d'une brosse pour faciliter l'élimination des débris laissés
sur la machine.
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Dimensions en millimètres
Légende
1 Bras pivotant
2Glissière
3 Ruban adhésif
double face
4Toile abrasive
5 Tambour,
diamètre
150 mm± 0,2 mm,
500 mm
longueur
6 Écartement � 2
7 Éprouvette
8Porte-éprouvette
9 Vitesse de rotation
40 tr/min± 1 tr/min
Figure 1 — Schéma de l'appareillage
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5.2 Toile abrasive
Une toile abrasive en oxyde d'aluminium de grain 60, d'au moins 400 mm de largeur, de 474 mm±1mm de
longueur et de 1mm d'épaisseur en moyenne doit être utilisée comme abrasif.
o
Dans un essai avec une éprouvette fixe de caoutchouc de référence normalisé n 1 (voir B.2), cette toile abrasive
doit entraîner une perte de masse comprise entre 180 mg et 220 mg pour une distance d'abrasion de 40 m.
Chaque fois qu'on utilise une nouvelle toile, il faut y indiquer le sens du déplacement car il est important d'utiliser le
même sens pour tous les essais ultérieurs.
Des indications concernant une toile abrasive appropriée sont données dans l'annexe A.
5.3 Emporte-pièce rotatif (voir Figure 2)
L'emporte-pièce illustré à la Figure 2 est un exemple d'outil approprié pour la préparation d'éprouvettes non moulées
(voir 6.1). La vitesse de rotation de ce dernier doit être d'au moins 1 000 tr/min pour la plupart des caoutchoucs, voire
supérieure pour les caoutchoucs d'une dureté inférieure à 50 DIDC ou Shore A.
Dimensions en millimètres
Figure 2 — Exemple d'emporte-pièce rotatif pour préparation de I'éprouvette
5.4 Balance
La balance doit avoir une exactitude suffisante pour permettre de déterminer la perte de masse d'une éprouvette à
±1mg.
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5.5 Caoutchoucs de référence normalisés
Les spécifications concernant les caoutchoucs de référence normalisés sont données en détail dans l'annexe B.
6 Éprouvettes
6.1 Type et préparation
Les éprouvettes doivent être de forme cylindrique, de diamètre 16 mm± 0,2 mm et d'une hauteur minimale de
6mm.
Les éprouvettes sont généralement préparées à partir de plaques moulées à l'aide de l'emporte-pièce rotatif (5.3) ou
d’un autre outil de coupe rotatif. Pendant le découpage, le bord tranchant doit être lubrifié avec de l'eau additionnée
d'un agent mouillant. II est interdit de les découper à l'emporte-pièce pneumatique.
Les éprouvettes peuvent également être vulcanisées ou moulées.
Si l'on ne dispose pas d'éprouvettes de l'épaisseur voulue, on peut obtenir l'épaisseur nécessaire en collant un
morceau du caoutchouc soumis à essai sur un élément de base de dureté au moins égale à 80 Shore A. L'épaisseur
du caoutchouc soumis à essai ne doit pas être inférieure à .2mm
6.2 Nombre
Au moins trois essais doivent être effectués pour chaque caoutchouc à soumettre à essai. Une nouvelle éprouvette
doit être utilisée à chaque essai. Pour des besoins d'arbitrage, utiliser 10 éprouvettes.
o o
Pour les caoutchoucs de référence normalisés n 1 (voir B.2) et n 2 (voir B.3), il est possible d'effectuer les trois
essais sur une seule éprouvette afin de réduire au minimum le gaspillage.
6.3 Délai entre vulcanisation ou mise en œuvre et essai
Pour tous les essais, le délai minimal entre vulcanisation ou mise en œuvre et essai doit être de 16 h. Pour les essais
ne concernant pas des produits, le délai maximal entre vulcanisation et essai doit être de quatre semaines et, pour
les évaluations qui doivent être comparables, les essais doivent, dans la mesure du possible, être effectués après le
même délai. Pour les essais sur des produits, chaque fois que cela est possible, le délai entre vulcanisation ou mise
en œuvre et essai ne doit pas dépasser trois mois. Dans les autres cas, les essais doivent être effectués dans les
deux mois qui suivent la réception du produit par I'utilisateur.
6.4 Conditionnement
Conditionner toutes les éprouvettes à la température normale de laboratoire, conformément à I'ISO 471, pendant
une durée minimale de immédiatement avant l'essai.
16 h
NOTE Pour certains caoutchoucs qui sont sensibles à l'humidité, il convient également de contrôler l'humidité.
7Température d'essai
L'essai doit être effectué à la température normale de laboratoire (voir l'ISO 471).
Pendant un essai, il peut y avoir une augmentation considérable de température à l'interface d'abrasion, ce qui peut
entraîner une augmentation de température à l'intérieur de I'éprouvette. Pour les besoins de la présente Norme
internationale, ces augmentations de température doivent être négligées, la température de l'essai étant celle de
l'atmosphère ambiante et de l'éprouvette avant le commencement de l'essai.
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8 Mode opératoire
8.1 Mode opératoire général
Avant chaque essai, éliminer à l'aide d'une brosse tout débris de caoutchouc laissé sur la toile abrasive par l'essai
précédent. À cet effet, il est recommandé d'utiliser une brosse en nylon dur ou en crins similaires (voir Note 1)
d'environ 55 mmde diamètre et d'environ 70 mm de longueur. Dans certains cas, un essai à blanc avec un
caoutchouc de référence (voir Note 2) permettra de nettoyer efficacement la toile abrasive (voir Note 3).
NOTE 1 L'utilisation de brosses à crins métalliques n'est pas recommandée dans la mesure où leur action réduit la durée de vie
de la toile abrasive.
NOTE 2 Le caoutchouc de référence utilisé uniquement pour le nettoyage ne nécessite pas de satisfaire aux exigences strictes
applicables au caoutchouc de référence utilisé pour les essais.
NOTE 3 Certains laboratoires ont constaté que l'élimination des débris laissés par certains caoutchoucs soumis à essai était
plus efficace par soufflage que par brossage. Des soufflettes à air comprimé assurant une pression maximale de 0,2 MPa au
niveau de la buse lorsque celle-ci est obstruée, utilisées avec une pression d'air d'alimentation comprise entre 0,5 MPa et
ont donné de très bons résultats.
0,9 MPa
Pour la méthode A, l'éprouvette fixe doit être utilisée. Pour la méthode B, l'éprouvette tournante doit être utilisée. Le
o o
caoutchouc de référence normalisé n 1 (voir B.2) ou n 2 (voir B.3) ou un caoutchouc de référence défini par
l'utilisateur doit être utilisé comme caoutchouc de référence. La méthode et le caoutchouc de référence utilisés
doivent être spécifiés dans le rapport d'essai car les résultats obtenus peuvent être différents. Pour des mesures
destinées à être comparées, les mêmes conditions doivent être utilisées pour tous les caoutchoucs soumis à essai
et le caoutchouc de référence.
Peser l'éprouvette à 1mgprès. Fixer l'éprouvette dans le porte-éprouvette de sorte qu'elle dépasse l'orifice de
2,0 mm± 0,2 mm. Cette longueur doit être contrôlée à l'aide d'un réglet.
L'éprouvette doit être appliquée sur le tambour avec une force verticale de 1,0 N± 0,2 N. Si, dans des cas
particuliers, la force verticale est réduite à 5N± 0,1 N, cela doit être spécifié dans le rapport d'essai.
Activer l'aspiration si elle existe. Amener le porte-éprouvette et la glissière au point de départ et démarrer l'essai.
Vérifier qu'il n'y ait pas de vibrations dans le porte-éprouvette. Cette méthode d'essai ne donne pas de résultats
significatifs s'il y a des vibrations anormales dans le porte-éprouvette. Le déroulement de l'essai s'arrête
automatiquement après une distance d'abrasion de 40 m. Lorsque les pertes de masse sont relativement élevées
(normalement supérieures à 400 mg en 40 m), l'essai peut être arrêté après 20 m de distance et la longueur
d'éprouvette exposée réajustée à 2,0 mm± 0,2 mm de manière à pouvoir terminer l'essai sur les 20 m restants. À
aucun moment, la hauteur de l'éprouvette ne doit être inférieure à 5mm. Si la perte de masse est supérieure à
600 mg en 40 m, la distance d'abrasion doit être ramenée à 20 m et cela doit être spécifié dans le rapport d'essai.
Les résultats doivent être multipliés par deux de sorte que la perte de masse puisse toujours être donnée pour une
distance d'abrasion de 40 m.
Pour les éprouvettes fixes qui sont retirées pendant l'essai, il faut s'assurer que le remplacement de l'éprouvette
dans le porte-éprouvette est toujours effectué de la même manière.
Pour les éprouvettes collées, il faut s'assurer que le niveau d'abrasion des éprouvettes ne dépasse pas le plan de
collage (si nécessaire, utiliser une distance de 20 m).
Après l'essai, peser l'éprouvette à 1mgprès. II est parfois nécessaire d'ébarber les éprouvettes avant de les peser,
en particulier si l'on utilise une éprouvette fixe.
Effectuer tous les essais successivement sur le même caoutchouc.
8.2 Comparaison avec les caoutchoucs de référence normalisés ou ceux définis par l'utilisateur
Les caoutchoucs soumis à essai sont comparés à l'un des deux caoutchoucs de référence normalisés spécifiés
dans l'annexe B ou à un caoutchouc de référence défini par l'utilisateur.
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La perte de masse du caoutchouc de référence doit être déterminée en effectuant un minimum de trois essais, tant
avant qu'après chaque série d'essais suivant le mode opératoire décrit en 8.1. II doit y avoir un maximum de dix
essais d'éprouvettes de caoutchouc soumises à essai dans chaque série d'essais. Ne pas diviser les essais sur un
caoutchouc soumis à essai en plusieurs séries. Lorsqu'on effectue des essais répétés sur la même éprouvette de
l'un des caoutchoucs de référence normalisés, il est nécessaire de laisser s'écouler un temps suffisant entre chaque
essai pour que la température de l'ensemble de l'éprouvette revienne à la température normale de laboratoire.
Pour les caoutchoucs qui ont tendance à poisser, déterminer la perte de masse du caoutchouc de référence après
chaque essai avec le caoutchouc soumis à essai. Dans les cas extrêmes de poissage, il y aura une réduction
considérable de la perte de masse du caoutchouc de référence mesurée après l'essai comparativement à celle
mesurée avant l'essai. Cela est dû au fait que, pendant l'essai, la toile abrasive se trouve «nettoyée» par le
caoutchouc de référence, tandis qu'au contraire le caoutchouc de référence est usé par la toile. Si la réduction de
perte de masse du caoutchouc de référence est supérieure à 10 %, alors la méthode n'est pas valable.
Des variantes à la méthode d'essai ont été proposées pour pallier ce problème, y compris l'utilisation d'une toile
abrasive de grain40. Toutes les variantes utilisées doivent faire l'objet d'un accord entre toutes les parties
concernées et doivent être soigneusement spécifiées dans le rapport d'essai [voir Article 11, c), 4)].
8.3 Masse volumique
Déterminer la masse volumique du matériau d'essai par l'une des méthodes spécifiées dans I'ISO 2781.
9 Expression des résultats
9.1 Généralités
Les résultats peuvent être exprimés soit en perte de volume relative, soit par un indice de résistance à I'abrasion.
Calculer la valeur moyenne des pertes de masse du caoutchouc d'essai, ∆m , et du caoutchouc de référence, ,∆m
t r
à partir des déterminations différentes.
9.2 Perte de volume relative, ∆V
rel
3
La perte de volume relative (voir 3.2), en mm , est donnée par l'équation:
∆m ×∆m
t const
∆V =
rel
ρ ×∆m
t r
où
∆m est la perte de masse, en mg, de l'éprouvette de caoutchouc soumise à essai;
t
∆m est la valeur déterminée de la perte de masse, en mg, de l'éprouvette de caoutchouc de référence (voir
const
3.2);
3
ρ est la masse volumique, en mg/mm , du caoutchouc soumis à essai;
t
∆m est la perte de masse, en mg, de l'éprouvette de caoutchouc de référence;
r
o
∆m est définie comme égale à 200 mg pour la méthode A avec le caoutchouc de réfé
...
Questions, Comments and Discussion
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