JP2002214097A - ゴム・プラスチックの引張試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 効率的に正確な測定が可能なゴム・プラスチ
ックの引張試験方法を提供する。 【解決手段】 試料の伸び方向に間隔をおいて配設され
た少くとも２対の投受光装置６，７，１０，１１と、受
光器の２等分割された多素子半導体からなる多素子半導
体検出器による検出に従って投受光装置６，７，１０，
１１を試料の伸び方向において試料上の蛍光塗料でマー
クした標線２，３に自動的に追尾させる追尾機構と、追
尾機構の作動に伴って各投受光装置の変位信号を発信す
る夫々の伸び検出器４，８と、伸び検出器４，８からの
発信信号を受けてその差を演算する伸び差演算器１２と
からなるゴム・プラスチック用引張試験機を用いる引張
試験方法において、蛍光塗料が、ジメチルシロキサン構
造を有し、かつ蛍光物質を含有するシリコーンオイルで
あるゴム・プラスチックの引張試験方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム・プラスチッ
クの引張試験方法に関するものである。更に詳しくは、
本発明は、紫外線ランプを使用し、試料にあらかじめマ
ークした標線を照射することによって試料上の標線のみ
発光させ、該発光した光を検出し多品種の試料の伸びを
非接触で、かつ高精度で測定する装置を具備した引張試
験機を用いるゴム・プラスチックの引張試験方法であっ
て、効率的に正確な測定が可能なゴム・プラスチックの
引張試験方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、試料における伸びの測定法として
は試料にスケールを当てて人が直接伸びを読み取る直接
測定法、可視光線を使用して測定する非接触測定法、試
料に伸び測定用治具を取付けて治具の変位量より伸びを
測定する接触測定法などがあるが、直接測定法は時々刻
々移動中の標線間の長さを目で追尾する方法であり高精
度測定には不向きである。また、可視光線を使用した非
接触法はプラスチック、ゴムのような伸び量が大きく、
かつ多品種、多様の色物に適用する場合、試料の伸びの
増大につれて地肌が変色し、試料地肌のと標線とのコン
トラストが変化するなどの問題からすべての試料の伸び
を正確に測定することはできないという欠点がある。た
とえば、黒色試料の場合について述べると、黒色試料に
白色で標線をマークして引張ると、黒色試料は白く変色
し、標線の白と判別することができなくなる。また、黒
色試料に赤系統の色で標線をマークして引張る場合、引
張前は標線の赤が試料の黒より明るいが、荷重をかけて
引張って行くと試料は白く変色し、標線の赤系統より明
るくなり、試料の明暗が反転することになり、標線の検
出ができなくなる。また、投光器からの可視光線が変色
して白化した部分より反射して受光器に入射することに
なり、一層標線の検出を不可能ならしめる。

【０００３】これらの理由により多品種、多様の物色す
べての試料の伸びを測定に可視光線を使用することは不
可能である。一方、接触測定法は、試料に伸び測定用の
治具を測定の都度取り付ける煩わしさがあり、また、治
具の重さが往々にして誤差の原因となる。特にフィルム
のように微少な引張荷重で切断する試料は治具取付箇所
に応力がかかり、治具取り付け箇所より切断する等の問
題があって伸びを測定することができない。かくして、
これら従来の何れの測定法においても未だ高精度の測定
を可能ならしめるには種々の改善が求められていた。

【０００４】これに対して、前記非接触法、接触法の何
れでも測定困難とされていた多品種、多様な色物試料の
伸びを高精度で測定することを課題とし、非接触法では
あるが、投光器の光源として紫外線ランプを採用するこ
とに着目して改善された測定装置を有するゴム・プラス
チック用引張試験機が特公平２−２０９３０号公報に開
示されている。これは、紫外線ランプを光源に用いた投
光器と該投光器からの照射を受けて発光する試料の発光
光線を受光すると共に入射した入射光量を検出する検出
器を含む受光器とを一対として、試料の伸び方向に間隔
をおいて配設された少なくとも２対の投受光装置と、前
記受光器の２等分割された多素子半導体からなる多素子
半導体検出器による検出に従って前記投受光装置を試料
の伸び方向において試料上に蛍光塗料でマークした標線
に自動的に追尾させる追尾機構と、該追尾機構の作動に
伴って各投受光装置の変位信号を発信するそれぞれの伸
び検出器と、該両伸び検出器からの受信信号を受けてそ
の差を演算する伸び差演算器とからなるゴム・プラスチ
ック用引張試験機である。この試験機による測定法で
は、試料に蛍光塗料で標線をマークし、紫外線を照射す
ることによって、標線のみ発光させる。荷重をかけて試
料を引張って白く変色した部分からの紫外線等の反射光
線の影響は受光器にフィルターを取付けることで解決で
きる。かくして検出器に入射する入射光は標線の発光に
よるものだけとなり、本発明の試験機を使えば多品種の
色物試料の伸びを高精度で測定することが可能である。

【０００５】ところが、上記の試験機を用いて測定を行
う場合、蛍光塗料により試料上に付されたマークが測定
中に乾燥し、測定中に剥がれたり、試料との密着一体性
を失い、標線としての機能が失われるという事態が発生
し、効率的で正確な測定が困難であるという問題があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】かかる状況の下、本発
明が解決しようとする課題は、紫外線ランプを使用し、
試料にあらかじめマークした標線を照射することによっ
て試料上の標線のみ発光させ、該発光した光を検出し多
品種の試料の伸びを非接触で、かつ高精度で測定する装
置を具備した引張試験機を用いるゴム・プラスチックの
引張試験方法であって、効率的に正確な測定が可能なゴ
ム・プラスチックの引張試験方法を提供する点に存す
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、紫
外線ランプを光源に用いた投光器と、該投光器からの照
射を受けて発光する試料の発光光線を受光すると共に、
入射した入射光量を検出する２等分割した多素子半導体
からなる多素子半導体検出器を含む受光器とを一対とし
て、試料の伸び方向に間隔をおいて配設された少くとも
２対の投受光装置と、前記受光器の２等分割された多素
子半導体からなる多素子半導体検出器による検出に従っ
て前記投受光装置を試料の伸び方向において試料上の蛍
光塗料でマークした標線に自動的に追尾させる追尾機構
と、該追尾機構の作動に伴って各投受光装置の変位信号
を発信する夫々の伸び検出器と、前記両伸び検出器から
の発信信号を受けてその差を演算する伸び差演算器とか
らなるゴム・プラスチック用引張試験機を用いるゴム・
プラスチックの引張試験方法において、前記試料上にマ
ークを付す蛍光塗料が、ジメチルシロキサン構造を有
し、かつ蛍光物質を含有するシリコーンオイルであるゴ
ム・プラスチックの引張試験方法に係るものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】まず、添付図面にもとづいて、ゴ
ム・プラスチック用引張試験機の具体的な実施態様につ
き詳述する。

【０００９】図１はゴム・プラスチック用引張試験の概
要を示し、図において６、１０は夫々試料１に蛍光塗料
でマークした標線２、３に紫外線を照射する投光器、
７、１１は前記投光器６、１０からの各照射を受けて発
光する試料の発光光線を受光し検出する受光器であり、
これら投光器と受光器は夫々その１つを一対のセットと
して２対の投受光装置６、７、１０、１１を形成し、試
料の伸び方向に間隔をおいてマークされた標線２、３に
夫々対応する如く配設され、ゴム・プラスチック用引張
試験機の基本要素を構成している。そして、この両投受
光装置６、７、１０、１１は夫々、受光器７、１１に含
まれる後述する検出器の検出に従って回転する平衡電動
機５、９の該回転によって回転作動する移動用ねじ１
４、１５に取り付けられ、受光器７、１１への入射光量
を検出することによって各対の投受光装置６、７、１
０、１１を夫々自動的に前記標線２、３に追尾させ得る
ように構成されている。一方、４、８は前記平衡電動機
５、９の回転を受け、前記投光器及び受光器よりなる各
対の投受光装置６、７、１０、１１の変位を変位信号と
して発信する伸び検出器であり、前記各平衡電動機５、
９の端部に取り付けられ夫々発信信号を伸び差演算器１
２に入力して必要に応じその演算結果を記録計１３に記
録するようになっている。

【００１０】ゴム・プラスチック用引張試験機は、叙上
の如き各構成を基幹とするものであるが、特にその重要
な特色をなすものは紫外線ランプを光源とする投光器
６、１０ならびにこれに対応する受光器７、１１の構成
である。図２及び図３は、かかる投光器６、１０及び受
光器７、１１の詳細を図示しており、投光器６、１０に
おいては、紫外線ランプ２６を光源とし、該ランプ２６
からの放射光線は凹面鏡２７とレンズ２５の組み合わせ
によって効率よく試料１の標線２、３を照射するように
構成され、特に紫外線ランプ２６からの可視光線をカッ
トするフィルター２４を有して標線２、３の照射は紫外
線のみで行ない、可視光線を照射した場合に問題となる
試料１からの反射の影響を排除した構造を採用してい
る。一方、各受光器７、１１は図３に図示する如く、試
料１の標線２、３の発光光量を受け紫外線をカットする
フィルター３４を備えると共に、紫外線をカットし可視
光線のみ集光する凸レンズ３５と、集光した入射光量を
検出する多素子半導体検出器３６を有して可視光線のみ
凸レンズ３５で集光し検出器３６に導入することによっ
て信頼性を向上せしめる装置構成からなっている。な
お、この受光器７、１１の構成において、特に多素子半
導体検出器３６は多素子を２等分割して、各２等分割し
た多素子半導体の検出器３６Ａ、３６Ｂの出力は夫々の
増巾器３７、３８によって増巾され更に差動増巾器３９
に入力されて増幅し各平衡電動機５、９を回転させる仕
組が採り入れられている。

【００１１】以下、受光器と試料の標線との対応関係を
図３にもとづき受光器７と試料１の標線２との対応関係
について説明する。受光器１１と試料１の標線３との関
係についても同様である。すなわち、試料１の標線２は
試料１の引張開始後その伸びにつれて標線巾が拡大され
ていく。したがって拡大されつつある標線の中心が標線
の面積を２等分する線であるように受光器７が移動して
受光器７と標線２との対応が完全にとれておれば多素子
半導体検出器３６の２等分割した多素子半導体検出器３
６Ａ、３６Ｂの出力は等しく、差動増巾器３９の出力は
零となり平衡電動機５と静止の状態となる。これに対
し、標線２と、受光器７との対応にずれが生じると、２
等分割した多素子半導体検出器３６Ａ、３６Ｂの出力の
差を生じる。この出力の差は標線自体の巾が試料の伸び
と同時に広がる結果、多素子半導体検出器の２等分割さ
れた素子３６Ａ、３６Ｂのそれぞれに入力する標線から
反射光の量が巾広く変形した標線の面積を２等分割した
面積に対応していないことに基づくものである。そこ
で、平衡電動機５は上記の差がなくなるまで回転を続
け、投光器と受光器の対からなる投受光装置を変位させ
試料１が伸びた結果巾が広がった標線２の面積を２等分
割するような位置に移動せしめる。このようにして試料
１の標線２の中心を夫々常に精度よく自動追尾が可能と
なっている。

【００１２】かくしてゴム・プラスチック用引張試験機
は叙上の如き構成を有してなり、試料の伸びを測定する
にあたっては、先ず図１に示すように試料１にマークし
た２つの標線２、３に投光器６、１０からの紫外線を照
射することによって該標線２、３のみを発光させる。そ
して、発光した光は夫々受光器７、１１により受光す
る。この受光された各標線の発光光量は次いで図３に図
示される受光器内のフィルター３４によって紫外線がカ
ットされ、可視光線のみが凸レンズ３５で集光されて多
素子半導体検出器３６に導入され、この検出器３６で検
出されてアナログ信号を発し、受光器における増巾作用
を経て平衡電動機５、９を回転させる。この平衡電動機
５、９の回転が起生すると、１つは投受光装置移動用ね
じ１４、１５を回転し、一対になった投光器、受光器か
らなる投受光装置６、７、１０、１１を自動的に各標線
２、３に追尾させ、平衡状態に至るまで同投受光装置を
変位させると共に、他のもう１つとして平衡電動機５、
９の端部に取り付けて設けた伸び検出器４、８を作動さ
せ、前記投光器、受光器の変位信号を発信させ伸び差演
算器１２に導入する。かくして、このように各伸び検出
器４、８からの発信信号が導入されると、前記伸び差演
算器１２により両信号の差を演算によって求めれば両標
線２、３間の伸びを自動的に測定することができる。

【００１３】以上のようにして紫外線投光器と検出器を
含む受光器を組合せ使用し、各機素を併設することによ
って試料の伸びを高精度に測定することが可能となる。

【００１４】なお、上記説明は投受光器装置のセットを
２対とした場合について述べたが、標線数の増加に伴な
い適宜、その数を増加すれば同様にして複数の各標線間
の伸びを同時に測定することもでき、設計的改変も任意
である。

【００１５】以上のように投光器の光源に紫外線ランプ
を使用し、試料にあらかじめマークした標線を照射する
ことによって試料上の標線のみを発光させ、その発行し
た光を検出器を用いて検出し、これに従って一対になっ
た投光器と２等分割した多素子半導体からなる多素子半
導体検出器を含む受光器を自動的に標線に追尾させると
共に伸び検出器、伸び差演算器を付設して標線間の伸び
を測定し引張試験を行なうものであり、前記受光器の２
等分割された多素子半導体検出器による検出を利用する
追尾機構によって標線が如何に幅広く変化したとしても
その面積を２等分した線を標線として把握し追尾せしめ
ることによって投受光装置が伸びの大きいゴム・プラス
チック等の試料でも、該試料標線の中心を常に精度良く
自動追尾可能となり、紫外線照射による発光利用と相俟
って従来非接触法、接触法でも困難とされていたゴム・
プラスチックの如き伸び量が大きく、かつ多品種、多様
な色物や引張りによって地肌が変色する試料に適用する
場合においてもその伸びを極めて精度よく測定すること
を可能ならしめる外、治具取り付けの不便を起こすこと
なく、従って又、誤差原因を可及的少なくして自動化を
促進する上に頗る有用な効果を有する。

【００１６】本発明の最大の特徴は、前記試料上にマー
クを付す蛍光塗料が、ジメチルシロキサン構造を有し、
かつ蛍光物質を含有するシリコーンオイルである点に存
する。このような、特徴的な蛍光塗料を用いることによ
り、試料上に付されたマークが測定中に乾燥し、測定中
に剥がたり、試料との密着一体性を失い、標線としての
機能が失われるという事態が発生し、効率的で正確な測
定が困難であるという従来の問題を完全に排除し、効率
的に正確な測定が可能となるのである。蛍光塗料中の蛍
光物質の含有量としては、蛍光塗料をマッチ棒で持ち上
げたときに１、２滴垂れる程度の粘度を有することを目
安とし、通常１０〜６０重量％である。該含有量が過少
であると測定中に塗料が垂れる場合があり、一方該含有
量が過多であると試料との密着一体性が不十分となる場
合がある。蛍光塗料としては、シリコーンオイルに微粉
の蛍光物質を添加したものが最適である。蛍光物質とし
ては、要するに用いる紫外線を照射した場合に蛍光を発
する物質であればよく、たとえば日本触媒社製「エポカ
ラーＦＰ２０」（商品名）等をあげることができる。

【００１７】

【実施例】実施例１ 上記の試験機を用いた。試料としては、住友化学工業社
製のポリプロピレン樹脂である「スミトモノーブレンＳ
１３１」（商品名）を用いた。試料上にマークを付す蛍
光塗料として、ジメチルシロキサン構造を有し、かつ微
粉の蛍光物質（日本触媒社製「エポカラーＦＰ２０」）
を添加したシリコーンオイル（蛍光塗料中の蛍光物質の
含有量は４０重量％）を用いた。測定中に、蛍光塗料に
より試料上に付されたマークが測定中に乾燥し、測定中
に剥がたり、試料との密着一体性を失い、標線としての
機能が失われるという事態は発生せず、効率的で正確な
測定ができた。

【００１８】比較例１ 試料上にマークを付す蛍光塗料として、成東インキ製造
社製蛍光インキである「ＵＶスーパードライ蛍光オレン
ジ」（商品名）を用いたこと以外は実施例１と同様に行
った。測定中に、蛍光塗料により試料上に付されたマー
クが測定中に乾燥し、測定中にマークの一部が剥がれ、
またマークと試料との密着一体性が失われ、効率的で正
確な測定が困難であった。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明により、紫
外線ランプを使用し、試料にあらかじめマークした標線
を照射することによって試料上の標線のみ発光させ、該
発光した光を検出し多品種の試料の伸びを非接触で、か
つ高精度で測定する装置を具備した引張試験機を用いる
ゴム・プラスチックの引張試験方法であって、効率的に
正確な測定が可能なゴム・プラスチックの引張試験方法
を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ゴム・プラスチック用引張試験機の略示
概要図である。

【図２】図１における投光器の構造説明図である。

【図３】図１における受光器の構造説明図である。

【符号の説明】

１：試料 ２、３：標線 ４、８：伸び検出器 ５、９：平衡電動機 ６、１０：投光器 ７、１１：受光機 １２：伸び差演算器 １３：記録計 ２４、３４：フィルター ２６：紫外線ランプ ３６：検出器 ３６Ａ、３６Ｂ：２等分割各多素子半導体検出器 ３７、３８：増巾器 ３９：差動増巾器

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA02 AA07 AA65 BB00 DD05 FF23 FF28 FF66 GG00 HH04 JJ03 JJ24 LL19 LL22 LL26 LL50 MM02 MM07 NN17 PP02 PP22 QQ13 QQ25 QQ29 UU03 UU07 2G061 AA01 AB01 BA07 CA10 EA01 EA02 EB07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線ランプを光源に用いた投光器と、
   該投光器からの照射を受けて発光する試料の発光光線を
   受光すると共に、入射した入射光量を検出する２等分割
   した多素子半導体からなる多素子半導体検出器を含む受
   光器とを一対として、試料の伸び方向に間隔をおいて配
   設された少くとも２対の投受光装置と、前記受光器の２
   等分割された多素子半導体からなる多素子半導体検出器
   による検出に従って前記投受光装置を試料の伸び方向に
   おいて試料上の蛍光塗料でマークした標線に自動的に追
   尾させる追尾機構と、該追尾機構の作動に伴って各投受
   光装置の変位信号を発信する夫々の伸び検出器と、前記
   両伸び検出器からの発信信号を受けてその差を演算する
   伸び差演算器とからなるゴム・プラスチック用引張試験
   機を用いるゴム・プラスチックの引張試験方法におい
   て、前記試料上にマークを付す蛍光塗料が、ジメチルシ
   ロキサン構造を有し、かつ蛍光物質を含有するシリコー
   ンオイルであるゴム・プラスチックの引張試験方法。
2. 【請求項２】 蛍光塗料中の蛍光物質の含有量が１０〜
   ６０重量％である請求項１記載の試験方法。
3. 【請求項３】 蛍光塗料が、シリコーンオイルに微粉の
   蛍光物質を添加したものである請求項１記載の試験方
   法。