ASTM D882 - 薄いプラスチックフィルムの引張試験

薄いプラスチック フィルムやシートは包装によく選ばれており、食べ残しから消費財まで多くの日用品を保護しています。プラスチック製造業者や包装会社が、必要な期待を確実に満たすためには、製造しているプラ​​スチック フィルムの正確な機械的プロファイルを取得することが重要です。

薄いプラスチック フィルムやシートは包装によく選ばれており、食べ残しから消費財まで多くの日用品を保護しています。プラスチック製造業者や包装会社が、必要な期待を確実に満たすためには、製造しているプラ​​スチック フィルムの正確な機械的プロファイルを取得することが重要です。 ASTM D882 は、薄いプラスチック フィルムの引張特性を決定するために使用される一般的な試験規格であり、インライン品質管理の目的で一般的に使用されます。このガイドは、ASTM D882 引張試験の基本要素を紹介するように設計されており、必要な機器、ソフトウェア、およびサンプルの概要を提供します。ただし、ASTM D882 テストの実施を計画している人は、このガイドを完全な規格を読んで従うための適切な代替品とみなすべきではありません。

電気自動車用バッテリーのセパレーターフィルム試験
ASTM D882 は EV バッテリーのセパレーター フィルムを試験するための公式規格ではありませんが、この規格はこれらの材料の機械的特性を評価するために修正されています。セパレータ フィルムは、アノードとカソードを分離するリチウムイオン電池やその他の液体電解質電池の重要な部分です。セパレータ フィルムに使用される最も一般的な材料はポリオレフィンです。これは、組み立て時の巻き取り作業や、頻繁な使用によるアノード上のリチウムの不均一なメッキに耐えるのに十分な強度を持つポリマー フィルムです。より安全で強力なセパレータ材料は、アノードとカソードの間の接触をより効果的に防止し、より薄い材料は各電池の重量を軽減し、エネルギー密度を向上させるのに役立ちます。

ASTM D882 に従ってこれらの材料をテストすることは、最適なセパレータ フィルム ソリューションを決定する際の研究開発だけでなく、品質管理チェックにも非常に有益です。さらに、他の多くの薄膜材料の場合と同様、セパレータ フィルムは異方性があるため、複数の異なる切断/試験方向で試験することをお勧めします。

ASTM D882 は、厚さ 1 mm 未満のプラスチックの試験用に特別に設計されており、この定義された厚さの範囲内のあらゆる種類のプラスチック試験片の試験に使用できます。 1 mm を超えるプラスチックは ASTM D638 に準拠してテストする必要があります。 ASTM D882 試験は、万能試験機 (引張試験機とも呼ばれる) を使用して一定のクロスヘッド速度で実施されます。最も一般的に測定される引張特性は次のとおりです。
-引張強度
-降伏強さ
-降伏ひずみ
- 休憩時のひずみ
-弾性率

ASTM D882 試験中、試験片は破損するまで張力をかけて引っ張られます。クロスヘッド速度は試験片の長さに依存し、初期グリップ間隔 (試験片の長さ) に初期ひずみ速度 (mm/mm x min) を乗じることによって計算できます。初期ひずみ速度は、試験片の破断時の最大伸びに依存します。プラスチック フィルムやシートは弾性が高い傾向があるため、一般的により高いクロスヘッド速度が必要です。 ASTM D882 に準拠したテストにおける重要な要素の 1 つは、適切な予荷重を使用することです。薄膜試験片は通常、試験のためにグリップに荷重を掛けたときは緩んでおり、ピンと張っていません。プリロードは試験ソフトウェアで簡単に設定でき、試験中にデータを記録する前に試験片のたるみを取り除くのに役立ち、結果が正確で再現性があることを保証します。

この試験は、グリップ間の試験片の長さ全体にわたって厚さが 10% 以内に均一な試験片を対象としています。厚さ制限 1 mm に近づく厚い試験片は、均一性が 5% 以内でなければなりません。試験片の幅は 5.0 ～ 25.4 mm で、試験中に使用されるグリップ間隔より少なくとも 50 mm 長くする必要があります。試験用の標準試験片ゲージ長は 250 mm です。ただし、これが不可能な場合は、結果に影響を与えないことが確認されている限り、最小試験片長さ 100 mm (ゲージ長 50 mm) を許容します。サンプルが等方性材料の場合、規格では各サンプルから少なくとも 5 つの試験片をテストする必要があります。ただし、サンプルに異方性があると疑われる場合は、少なくとも 10 個の試験片 (長軸に沿って 5 個、想定される異方性軸に沿って 5 個) を検査する必要があります。さらに、弾性率の決定に使用される試験片は、引張強度やその他の引張特性の決定には使用できません。つまり、ASTM D882 に準拠して試験を行う人は、関連するすべての特性を適切に測定するために、多数の試験片を作成することが賢明です。

グリップ
これらのプラスチック試験片は柔軟で繊細な性質があるため、掴むのが難しい場合があります。空気圧サイドアクショングリップは、調整可能な入口空気圧力を提供し、試験全体を通じて試験片を十分にクランプできるようにします。薄膜を試験する場合は、ねじ込み式グリップや手で締めるグリップよりも空気圧式グリップの方が適しています。これは、後者のグリップではクランプ圧力に変動が加わり、試験結果のばらつきが大きくなり、ジョーの破損や滑りの可能性が高くなる可能性があるためです。場合によっては、非常に薄いフィルム試験片の場合は、自動締め付けローラー グリップを使用することもできます。

試験片の位置合わせ
薄膜や箔の引張試験には、硬い試験片の試験よりも多くの課題があり、EV バッテリー製造で使用されるほとんどの薄膜や箔は非常に薄く、厚さは 15 ミクロン以下です。これらの材料は、取り扱いを誤ると簡単に損傷します。薄いフィルムやホイルを握るという単純な行為でも、試験片に損傷を与える可能性があります。このような繊細な試験片を正しく位置合わせすることは、多くの試験ラボにとって大きな課題であり、精密試験片ローダー装置の使用が推奨されます。これらのデバイスは、取り外し可能な位置合わせクリップとリニア レールを使用して試験片をグリップ内にガイドし、幅広い試験片寸法に対応するために複数のサイズが用意されています。

顎の顔
ASTM D882 試験片は壊れやすいため、試験を成功させるにはジョー面の選択も重要です。鋸歯状のジョー面は、グリップ時に試験片に損傷を与え、ジョーの破損や不正確な結果につながる可能性があるため、推奨されません。ゴム面は薄膜試験片に損傷を与えず、試験プロセス中に試験片の表面が薄くなるときに試験片の滑りを防ぐことがわかっているため、ゴム面と空気圧グリップの組み合わせが好ましい組み合わせとなります。この組み合わせにより、最も再現性の高い結果が得られます。

ゴムジョーの面は、試験片のグリップ端またはタブ付き端の幅と一致する必要があります。このタイプの材料で最も一般的な面のサイズは 25 mm x 25 mm (1 インチ x 1 インチ) です。マッチング幅により、試験片の位置合わせが容易になります。これは、良好な破断と正確な試験結果にとって重要です。試験片の幅が規格の公差より小さい場合は、ジョー面の幅が少なくとも試験片と同じである必要がありますが、この場合はそれより広いことも許容されます。

線接触グリップは、ゴム面に対して薄すぎるフィルム試験片に対しても可能です。線接触面には、1 つの滑らかなジョー面と、その反対側の丸い面が含まれており、クロスヘッドの動きに対して垂直な 1 本の線に沿ってクランプ力を分散するのに役立ちます。グリップの最も重要な側面は、試験中の滑りを避けることと、試験中に各試験片全体に均一な応力分布を維持することです。