プラスチックのISO 527-1およびISO 527-2引張試験
ISO 527準拠の引張試験の目的値と特性値
一連の特性値は、成形材料の本質的な機械的特性を表すために決定されます。 これらの特性値は、主に比較目的で使用されます。
典型的な特性値は：
- 引張応力：試験片の初期の断面積に関連した力
- ひずみ：原標点距離を基準にした標点距離の変化
- 引張弾性率：応力-ひずみ図の曲線の勾配
- 降伏点：勾配がゼロの曲線プロットポイントでの応力とひずみ
- 破断点：試験片破断時の応力とひずみ
- ポアソン比：軸ひずみに対する横ひずみの負の比
ISO 527-1/-2 と ASTM D638 はどちらも引張試験の試験方法を定義しています。これらの規格は技術的に同等ですが、試験片の形状、試験速度、および結果の判定方法がいくつかの点で異なっているため、完全に比較可能な結果を提供するわけではありません。
規格で標準化された引張試験では、試験結果は、試験片上である決められた試験片の引き抜き速度に基づいています。 ただし、実際の用途でのコンポーネントまたは構造への負荷は、非常に広い範囲で変形を起こしている可能性があります。 ポリマーの粘弾性特性により、標準試験片で測定されたものとは異なる機械的特性が、通常、ひずみ速度が変化したときに発生します。 このため、引張試験で決定された特性値は、コンポーネントの設計にはあまり適していませんが、材料比較の際に非常に信頼できる基準となります。
エージング
引張試験は、エージング、熱または中程度のエージング、またはウエザリング後のポリマーの機械的特性値の変化を実証するための優れたデータを提供します。ここでは、引張試験の特性値が、成形直後の状態だけでなく、規定の経年劣化または耐候性試験期間後にも測定されます。
ISO 527-1 引張試験はどのように実施されますか？
ISO 527-1/-2とASTM D638では、引張試験に関する試験方法が定義されています。 これらの規格は技術的に同等ですが、試験片の形状、試験速度、および結果の判定方法がいくつかの点で異なっているため、完全に比較可能な結果を提供するわけではありません。
ISO 527 に準拠した引張試験の実施方法：
ISO 527-1/-2は、まず試験片の形状、試験片寸法測定の精度、許容公差、および初期標点距離を規定しています。規定の工具間隔を設定した後、試験片をグリップします。規定の予圧により、オペレータの手技に左右されない再現性の高い結果が得られます。ISO 527に準拠した引張試験により、様々な典型的な特性値が測定されます。ここで、引張弾性率の測定には、ISO 527-1のAnnex Cに定義されている測定精度に対する非常に高い要件が課されます。ISO 527の引張試験に使用される環境および試験装置に関する正確な要件は、以下に記載されています。
試験を実施する最も簡単な方法は、ISO 527-1/-2規格に対応したtestXpert規格試験プログラムを使用することです。
ISO 527規格に準拠した試験を実施するためのすべての設定は、規格への適合性が保証された状態で既に設定されています。
testXpertでISO 527規格に準拠した試験をすぐに開始できます。
ISO 527規格に準拠した効率的な試験と、新入社員の迅速なオンボーディングは、以下の方法で実現されます。
- 規格の学習が不要：ISO 527-1/-2規格に対応した規格試験プログラムにより、規格への適合性が保証されます。このプログラムには、ISO 527-1/-2のすべての特性値とパラメータが既に保存されています。
- ユーザー管理機能により、ユーザーは試験実行に必要な情報のみを参照できるため、迅速にトレーニングを受け、ISO 527規格に準拠した試験を確実に実施できます。漏れはありません。
- 周辺機器を接続することで、試験効率を最大限に高めることができます。マイクロメーターから試験片の寸法を試験ソフトウェアに直接送信することで、時間を節約し、入力エラーを回避できます。
試験片の種類 / 試験片の形状
成形材料の試験の最も重要な目的は、高度な再現性を達成することです。このため、試験片の種類の数を制限する必要があります。試験片の形状と寸法はISO 527-2で定義されています。推奨される試験片は、タイプ1A（射出成形）とタイプ1B（プレス成形または機械加工）です。
ISO 527-2準拠の試験片タイプ1A
- 試験片は通常、射出成形によって製造されます。ISO 527-2で定義されているタイプ1A試験片が使用されます。ISO 3167ではタイプA試験片として指定され、さらに規定厚さ4mmに制限されています。この試験片は、ISO 20753でも試験片A1として規定されています。
- 射出成形された試験片は、フィードポイントからの距離が増加するにつれて配向減少を示すため、試験片の長さに沿って一定でない機械的特性曲線をもたらし、よって、ゲートから離れた側で試験片が頻繁に破断します。
- この試験片の推奨標点距離は75mmですが、50mmにすることもできます。
試験片タイプ1B
- 代わりに、試験片を使用することもできます。これは、ISO 3167では、ISO 20753ではとして指定されています。
- このタイプの試験片は一般的にプレスまたは射出成形されたシートから機械加工されます。 ポリマーの配向は、通常、射出成形試験片の配向とは大きく異なります。 異なる試験片形状を使用して得られた結果の比較可能性は保証されません。
- タイプ1B試験片は、半径が大きく平行部が短いため、に指定されています。
エージング試験、中程度エージング試験、および耐候性試験用の試験片
- 断面積が小さいことは、試験片の表面から進行するすべての時効処理に有利です。
- 多くの場合、この挙動の評価には最大引張応力のみが使用されます。 伸び計を使用する必要はなく、薄いくびれた試験片を使用できます。
- ISO 527 では、この目的のために CP タイプと CW タイプが提供されています。これらは、衝撃引張規格 ISO 8256から借用されたものです。
試験片寸法
- 試験片の寸法を決定すると、比較的多くの応力値誤差が発生する可能性があります。 試験片に引張荷重が加わると、測定エ誤差は応力によって直線的に反映されます。 試験片に曲げ荷重がかかると、試験片の厚さ測定誤差は二次的な影響を受けます。
- 測定機器の読み取り精度に加えて、接触要素のサイズと形状、および測定中に加えられる表面プレスも重要な役割を果たします。
- さらに、試験片の断面は、理想的な長方形の形状とは異なる場合があります。 これにより射出成形試験片の機械的処理またはヒケおよびわずかな抜き勾配に起因する角度誤差が生じる可能性があります。
- 多くの試験規格では、寸法測定の要件と方法を定義するために ISO 16012 や ASTM D5947 を参照しています。場合によっては、個々の試験規格に追加の仕様が含まれていることがあります。
- たとえば、キャリパーは通常、10 mmを超える硬質プラスチックの全長を測定するために使用されます。 測定中の面圧を確認できないため、キャリパーの分解能が高くても測定精度はかなり低くなります。
- 試験片の厚さと幅は、通常、ラチェット付きのマイクロメータースクリューで決定されます。 接触面は平らで円形で、直径は6.35mmです。 ラチェットは、測定力を5〜15Nに制限します。
- 自動化されたシステムでは、厚さと幅は断面測定器によって決定されます。 この測寸器は、測定中に試験片を保持し、4つのデジタル測定トランスデューサー、決められた測定力、およびセンサーフィートで寸法を決定します。
- 軟質プラスチックやフィルムの場合、測定力を厳密に監視することが不可欠です。 これを確実にするために、自重サポート付きのデジタル厚さ測定器を使用する必要があります。
コンディショニングと環境条件
- 温度と湿度に関して定義された条件と環境条件を観察することは、試験結果の比較可能性にとって非常に重要です。
- コンディショニング時間は、通常、試験をするプラスチックの材料規格に記載されています。 さらに、成形材料の試験で使用される試験片は、試験前に少なくとも16時間、標準雰囲気（標準化された温度および湿度条件）に保管する必要があります。
- 試験の標準雰囲気は ISO 291 あるいは ASTM D618 において記載されている標準雰囲気を参照してください。
温度雰囲気：23 ± 2 °C, 50 ± 10 %rh
亜熱帯大気: 27 ± 2 °C, 65 ± 10 %rh - 許容差は2に相当します。許容差は1の半分になります。
- 室温とは通常、18℃から28℃の間のやや広い温度範囲を指します。
- 試験は高温または低温でも実施できますが、異なる要件が指定される場合があります。
