JIS K 7244-7:2007 プラスチック―動的機械特性の試験方法―第７部：ねじり振動―非共振法

                                                     K 7244-7 : 2007 (ISO 6721-7 : 1996, Amd.1 : 2007)

まえがき

  この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,日本プラスチック工業連盟(JPIF)/財団法人
日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を制定すべきとの申出があり,日本工業標準
調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格(日本産業規格)である。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に
抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許
権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に係る確認について,責任は
もたない。
  JIS K 7244の規格群には,次に示す部編成がある。
    JIS K 7244-1 第1部 : 通則
    JIS K 7244-2 第2部 : ねじり振子法
    JIS K 7244-3 第3部 : 曲げ振動−共振曲線法
    JIS K 7244-4 第4部 : 引張振動−非共振法
    JIS K 7244-5 第5部 : 曲げ振動−非共振法
    JIS K 7244-6 第6部 : せん断振動−非共振法
    JIS K 7244-7 第7部 : ねじり振動−非共振法
    JIS K 7244-8 第8部 : 縦せん断振動−波動伝ぱ法(作成予定)
    JIS K 7244-9 第9部 : 引張振動−音波パルス伝ぱ法(作成予定)
    JIS K 7244-10 第10部 : 平行平板振動レオメータによる複素せん断粘度

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K 7244-7 : 2007 (ISO 6721-7 : 1996, Amd.1 : 2007)

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1. 適用範囲・・・・[1]
•  2. 引用規格・・・・[1]
•  3. 定義・・・・[2]
•  4. 原理・・・・[2]
•  5. 試験装置・・・・[2]
•  6. 試験片・・・・[3]
•  7. 試験片の数・・・・[3]
•  8. 状態調節・・・・[3]
•  9. 手順・・・・[3]
•  10. 結果の表示・・・・[4]
•  11. 精度・・・・[7]
•  12. 試験報告・・・・[7]

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                           K 7244-7 : 2007
                                                             (ISO 6721-7 : 1996, Amd.1 : 2007)

プラスチック−動的機械特性の試験方法−第7部 : ねじり振動−非共振法

Plastics−Determination of dynamic mechanical properties− Part 7: Torsional vibration−Non-resonance method

序文

 この規格は,1996年に第1版として発行されたISO 6721-7,Plastics−Determination of dynamic
mechanical properties−Part 7: Torsional vibration−Non-resonance method及びAmendment 1:2007を翻訳し,技
術的内容を変更することなく作成した日本工業規格(日本産業規格)である。ただし,追補(Amendment 1)については,
編集し,一体とした。
  なお,この規格で点線の下線を施してある“参考”は,原国際規格にはない事項である。

1. 適用範囲

 この規格は,主に周波数0.001100 Hzの範囲で,短冊又は円柱状固体ポリマーの複素せ
ん断弾性率G* の各成分を測定するねじり振動−非共振法について規定する。より高周波数での測定も可
能ではあるが,その場合,動的特性測定において重大な誤りを生じることもある(10.2.1及び10.2.2参照)。
この方法は,例えば硬質ゴムの測定で得られる典型的な値約10 MPaから,繊維強化プラスチックで代表
される約10 GPaの範囲の動的貯蔵弾性率測定に適している。弾性率が10 MPa未満の材料も測定が可能で
あるが,せん断振動法(JIS K 7244-6)又は平行平板振動法を用いることによって,更に精確な動的特性
の測定が可能となる。
    参考 平行平板振動法は,JIS K 7244-10を参照。
  この方法は,損失係数が0.1より大きな材料の測定に特に適しており,ガラス−ゴム領域内において温
度及び周波数による動的特性の変化を測定するのに使用してもよい(JIS K 7244-1:1998の9.4参照)。周波
数及び温度両方の幅広い範囲で測定されたデータに,周波数−温度換算の手順を適用すると,種々の温度
で更に幅広い周波数にわたる動的特性を予測するマスタープロットを作成することが可能である。
  損失係数が0.1以下の材料は,ねじり振子法(JIS K 7244-2)によって,より精確に測定してもよいが,
この規格の試験法を用いることによって,幅広くかつ連続的な周波数範囲の測定が可能となる。
    備考 この規格の対応国際規格を,次に示す。
            なお,対応の程度を表す記号は,ISO/IEC Guide 21に基づき,IDT(一致している),MOD
          (修正している),NEQ(同等でない)とする。
             ISO 6721-7:1996,Plastics−Determination of dynamic mechanical properties−Part 7: Torsional
                vibration−Non-resonance method (IDT) 及びAmendment 1:2007

2. 引用規格

 次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す
る。これらの引用規格は,発効年を付記してあるものは,記載の年の版だけがこの規格の規定を構成する
ものであって,その後の改正版・追補には適用しない。

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K 7244-7 : 2007 (ISO 6721-7 : 1996, Amd.1 : 2007)
    JIS K 7244-1:1998 プラスチック−動的機械特性の試験方法−第1部 : 通則
      備考 ISO 6721-1:1994,Plastics−Determination of dynamic mechanical properties−Part 1: General
             principlesが,この規格と一致している。
    JIS K 7244-2:1998 プラスチック−動的機械特性の試験方法−第2部 : ねじり振子法
      備考 ISO 6721-2:1994,Plastics−Determination of dynamic mechanical properties−Part 2: Torsion-
             pendulum methodが,この規格と一致している。
    JIS K 7244-6:1999 プラスチック−動的機械特性の試験方法−第6部 : せん断振動−非共振法
      備考 ISO 6721-6:1996,Plastics−Determination of dynamic mechanical properties−Part 6: Shear
             vibration−Non-resonance methodが,この規格と一致している。

3. 定義

 この規格で用いる主な用語の定義は,JIS K 7244-1の3.(定義)による。

4. 原理

 試験片に,そのねじり共振周波数(10.2.1参照)より十分に低い周波数で正弦波トルク又は角
度変位を負荷する。試験片に負荷されたトルク及び角度変位サイクルの振幅と,両者間の位相角を測定す
る。複素せん断弾性率の貯蔵成分及び損失成分並びに損失係数は10. に示した式を用いて算出する。

5. 試験装置

5.1   負荷機構 装置に必要な条件は,正弦波トルク又は変位を受ける試験片から,トルク及び角度変位
サイクルの振幅並びに両者間の位相角を測定できることである。装置は,いろいろな設計が可能であり,
図1 a) 及び図1 b) に概略図を示す。図1 a) の装置では,駆動部Dによって正弦波角度変位を誘起し,可動
クランプC1を介して試験片の一端に負荷する。角度変位の振幅と周波数とは可変であり,回転変位変換器
Rによって検出する。試験片の反対側の末端を固定クランプC2によって保持し,正弦波のねじり振動を負
荷する。試験片を変形させる正弦波トルクを,C2に接続したトルク変換器Tによって検出する。クランプ
C1とD,C2とTとの間の構成部は,それぞれ試験片より十分剛性があり,試験片を恒温槽に入れる場合に
は,熱伝導性も低いことが望ましい(備考参照)。昇温測定を行う場合には,負荷機構は,熱膨張によって
試験片が座屈することを防止するための手段をもっていなければならない。
    備考 負荷機構の個々の構成部が,試験片より大きな剛性をもつ場合でも,クランプ又はボルトで締
          め付けると,装置のコンプライアンスは大きくなる。この場合には,10.2.3で規定するコンプ
          ライアンスの補正を適用する必要があるかもしれない。
  上記の構成とは異なる負荷機構を使用してもよい。例えば,試験片のトルクは駆動部に加えた電流から
算出してもよい。この場合には,トルク変換器を省略できる。この方式[図1 b)]では,駆動部で発生し
たトルクは,試験片を変形させると同時に,ドライブシャフト及びその緩衝機構(Su)も変形させること
に注意しなければならない。したがって,試験片の変形に要するトルクは,試験片を除いた状態で実施し
た装置の校正結果によって補正し,算出しなければならない。さらに,緩衝機構はエアーベアリングに置
き換えてもよい。これにより,緩衝機構のねじり剛性をゼロにすることができる。
5.1.1  クランプ クランプは,ねじり変形中に試験片との滑りが生じない程度の,十分な力で試験片をつ
かむことができ,かつ,低温でもその力を維持できるものでなければならない。
  長さが異なる試験片の測定及び長さ補正項を決定(10.2.4参照)する場合には,二つのクランプ間の間
隔は可変式であることが望ましい。クランプ間の間隔を可変にすることは,試験片の熱膨張を調整するた
めにも,また高温域における試験片の座屈による見掛け弾性率の誤差を防止するためにも,必要である。

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                                                     K 7244-7 : 2007 (ISO 6721-7 : 1996, Amd.1 : 2007)
  荷重変換器とクランプとの軸心が偏心していると,試験片を取り付けたときにトルクの横方向成分が生
じる。変換器で検出される横方向の成分が,負荷したトルクの1 %未満になるように,負荷機構と試験片
との軸心のずれを調整しなければならない。
5.1.2  変換器 この規格では,トルク,変位又はそれらの値の比を時間の関数として測定できる装置を,
変換器という。変換器の校正は,トルク及び長さの測定に関して国家標準につながるトレーサビリティを
保証していなければならない。校正の精確さは,動的特性を測定するために試験片に負荷した最小トルク
振幅及び最小変位サイクル振幅の±2 %とする。
5.2   データ処理装置 データ処理装置は,トルク及び変位サイクルの振幅を±1 %の精確さ,トルクと変
位サイクルとの間の位相角を±0.1°の精確さ,周波数を±10 %の精確さで記録できるものとする。
5.3   温度の測定及び調節 JIS K 7244-1の5.3(恒温槽)及び5.5(温度計)による。
5.4   試験片の寸法測定装置 JIS K 7244-1の5.6(試験片の寸法測定装置)による。

6. 試験片

 JIS K 7244-1の6.(試験片)による。
6.1   形状及び寸法 試験片の形状は,短冊形試験片又は円柱状試験片が望ましい。短冊形試験片の幅及
び厚さ並びに円柱状試験片の直径は,長さ方向に沿ってその最大と最小との差が平均値に対し2 %以下で
なければならない。
  試験片の各寸法はそれほど厳密である必要はないが,クランプの影響による長さの補正は,試験片の長
さを増加することによって小さくすることが可能である。短冊形試験片ではb/dのある値に対してこれら
の補正は無視できる(10.1及び10.2.4参照)。
  貯蔵弾性率が高い(1 GPa以上)場合は,変位測定を精確に行うために,十分長く薄い試験片を用いる。
また,貯蔵弾性率が低い(100 MPa未満)場合には,トルク測定を精確に行うために,比較的短く厚い試
験片が必要なことがある。
    備考 射出成形によって製作した異なる厚さの試験片においては,それぞれの試験片でポリマーの固
          体構造にわずかな差異が生じるので,動的特性に差が現れることもある。
6.2   作製 JIS K 7244-1の6.2(試験片の作製)による。

7. 試験片の数

 JIS K 7244-1の7.(試験片の数)による。

8. 状態調節

 JIS K 7244-1の8.(状態調節)による。

9. 手順

9.1   試験雰囲気 JIS K 7244-1の9.1(試験雰囲気)による。
9.2   試験片の断面積測定 JIS K 7244-1の9.2(試験片断面積の測定)による。
9.3   試験片の装着 すべての試験状態のもとで滑りを防ぐために,クランプに締め付け力を加え,正し
く装着する。測定結果が締め付け圧に依存するような場合,特に試験片の長さ補正を行っている場合には,
すべての測定に一定の締め付け圧を加えることが望ましい(10.2.4及び備考を参照)。
    備考 測定結果が締め付け圧に依存する場合は,おそらく試験片の締め付け面積が小さすぎるからで
          ある。クランプの締め付け面を大きくするか,又は幅の広い試験片にすることによって,この
          問題を解決するのがよい。
9.4   温度依存性の測定 JIS K 7244-1の9.4(温度依存性の測定)による。

――――― [JIS K 7244-7 pdf 5] ―――――

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