加硫ゴムと熱可塑性エラストマーの涙強度テストの実行方法


ASTM D624は、加硫ゴムおよび熱可塑性エラストマーの涙強度を決定するために使用される一般的な試験方法です。よく使用される標本の形状のため、このテストはズボン、角度、または三日月テストと呼ばれることもあります。このガイドは、ASTM D624テストの基本要素を紹介するように設計されており、必要なテスト機器、ソフトウェア、および標本の概要を提供します。ただし、ASTM D624テストを実施することを計画している人は誰でも、このガイドが完全な標準を読むための適切な代替品とは考慮すべきではありません。

ASTM D624は私にとって適切な基準ですか？
ASTM D624は、エラストマー材料の涙強度を測定するもう1つの一般的なテストであるISO 34と同様の結果を提供します。 ASTMとISOの組織は現在、これら2つの標準の違いを減少させることに取り組んでいますが、結果はまだ匹敵するとは見なされず、特定のアプリケーションに正しいテスト標準が使用されていることを確認するために注意する必要があります。 ASTM D624は、引き裂き強度のみを測定することを目的としています。エラストマーの引張特性を決定しようとする人は、ASTM D412を参照する必要があります。

テストシステム
ASTM D624へのテストは、クロスヘッド移動が低いため、卓上（デュアル列）または単一列のユニバーサルテストシステムで実行できます。 ASTM D624をテストする研究所は、通常、ASTM D412に対して引張試験も実行されており、利便性のために、両方に同じテストシステムを使用することがよくあります。エラストマー涙検査中に適用される最大力は、エラストマー引張試験中に適用される最大力よりも大幅に低いため、異なる容量の負荷細胞を使用する可能性があります。 Kasonの負荷セルは、ETMシリーズテストシステム用に設計されています。

ソフトウェアはあらゆるテストシステムの重要な要素であり、テストプロセスを大幅に簡素化できます。 Kasonソフ​​トウェアには、ASTM D624、ASTM D412、ISO 34など、最も一般的なASTMおよびISO標準のすべてが事前ロードされています。

グリップソリューション

ASTM D624に使用する最良のグリップは、空気圧のサイドアクションや自己明るいローラーグリップのような一定の圧力を供給するグリップです。これらのグリップはどちらも、テスト中に滑りを防ぎ、標本の挿入を迅速に可能にします。一部の材料では、基本的なスクリューアクショングリップを使用できます。 ASTM D624テストの重要な要素は、各テストの垂直および同じ位置に標本を整列させることです。涙検査は結果に大きな変動をもたらすことが知られているため、できるだけ多くの変数を排除することが重要です。空気圧のサイドアクショングリップは、標本の整列に役立つという点で、他のグリップよりも利点があります。グリップと顎の顔を組み合わせて視覚的なアライメントを容易にすることも重要です。顎の顔は標本と同じ幅でなければなりません。

標本を適切に整列させるには、標本の上端と下端が上部グリップの顎面の上端と下部グリップの顎面の下端に並ぶように、クロスヘッドの初期位置を設定します。これにより、標本の中心がグリップ分離の中心と整列することが保証されます。

標本
この基準をテストすると、標本は最初にニックを塗ったり切断したりし、この損傷の領域を通して涙が伝播され、ストレス集中部位になります。 ASTM D624には、テストされている標本の種類に基づいて、涙強度に関する2つの異なる定義が含まれています。
この標準で説明されている5つの許容可能な試験片があります：タイプA、B、C、T、およびCP。標本A、B、またはCのタイプをテストする場合、涙の強度は、最大力を標本の厚さで割ったものとして定義されます。標本のタイプTまたはCPをテストする場合、涙の強度は、試験片の涙を標本の厚さで割った中に生成された曲線の部分の平均または中央値です。平均または中央値は、テストされた材料によって生成される応力/ひずみ曲線のタイプに応じて使用されます。
エラストマーの涙検査は特に重要です。なぜなら、目的のアプリケーションを破壊または失敗するほとんどのエラストマーは、涙の開始と拡散のためにそうするからです。 ASTM D624テストの5つの異なる標本タイプは、現実世界のアプリケーションで裂傷の開始につながる可能性のある形状と応力集中のさまざまなオプションを提供します。このテストの結果は、使用中の材料の涙強度を定量化することではなく、指定されたテスト条件下でそれがどのように動作するかを理解するためだけに使用します。
タイプA、B、C、およびT標本はすべて、仕様の寸法に従って切断ダイを使用して準備する必要があります。タイプCP標本は成形する必要があります。タイプAとBの場合、ニッキングデバイスまたはダイを使用して、小さなカットを行う必要があります。

このテストの結果は標本の厚さに大きく依存しているため、ASTM D3767に従ってマイクロメーターを使用して標本を正確に測定することが重要です。 ASTM D3767は、測定中に試験室に加えられる接触面のジオメトリと、試験片測定デバイスの耐性と精度要件を指定します。試料測定デバイスの精度はしばしば見落とされ、テスト結果に大きな影響を与える可能性があります。シームレスなワークフローの場合、必要な寸法をテストソフトウェアに入力する自動試験片測定デバイスを選択します。

環境室

ASTM D624でテストされたエラストマーは、多くの場合、非アンビエント条件下での将来の使用に運命づけられています。周囲の状態はエラストマーの涙の強度に大きな影響を与えるため、テスト条件が意図した最終用途の条件を模倣するように注意する必要があります。テスト速度、温度、湿度、標本寸法、および事前テスト条件はすべて、テスト結果に顕著な影響を及ぼし、テストが有用なデータを作成するために制御する必要があります。これらの要素が材料の最終用途アプリケーションをシミュレートすることを確認するために、ASTM D624は、加熱または冷却（LN2またはCO2）を使用できる環境チャンバー内で頻繁に実行されます。

Kason ETMシリーズ環境チャンバーにより、オペレーターはテスト期間中、チャンバー内の温度を監視できます。さらに、すべての標本がテストの開始前に適切に条件付けられるように、Bluehill Universal内に時間と温度を浸すことができます。

スループット
スループットを増やすことを検討しているラボでは、システムのセットアップをいくつか変更できます。自動試験片測定デバイスと空気圧グリップはすべて、テスト演算子から必要な手動入力の量を減らすことにより、テスト効率を高めます。 ASTM D624のテスト時間は一般的に低いですが、ASTM D412をテストする研究室では、1日あたりテストされた標本の量を増やすことを望むかもしれません。この場合、オペレーターが同時に最大5つのテストを実行できるため、マルチステーションテストフレームは最高のスループットを提供する場合があります。完全に自動化されたテストシステムも利用可能であり、標本測定、試料の負荷、テスト、および除去を組み込むように設計されています。これらのシステムは、オペレーターの相互作用を必要とせずに何時間も実行できます。さらに、これらのシステムは、ヒューマンエラーによる変動を減らすのに役立ちます。
例として、ASTM D624の要件を満たすことができるKason自動テストシステムのこのビデオをご覧ください。このシステムは、非アンビエント条件でエラストマー標本をテストするためのチャンバーで構成されています。