JP2010133719A - 摩擦試験機、摩擦試験方法及び摩擦試験の評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】利便性を向上するとともに摩擦試験の精度を向上できる摩擦試験機を提供する。
【解決手段】試料１００上に載置される台座２と、台座２に形成された開口部４と、開口部４に配されて試料１００に対向する面に摩擦用紙９が取り付けられる摺動子５と、摺動子５を開口部４内で直線往復運動させる駆動部１１とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、段ボール紙等の試料の耐摩擦性を試験する摩擦試験機及び摩擦試験方法に関する。また本発明は、試料の摩擦試験結果を評価する摩擦試験の評価方法に関する。

段ボール紙等の試料の耐摩擦性を試験する従来の摩擦試験機は非特許文献１に開示されている。この摩擦試験機は一般にＳ形（サザーランド形）摩擦試験機と呼ばれ、試料を設置する試料台上に摺動子が配される。摺動子は試料台に対向する面に摩擦用紙が取り付けられ、駆動部によって所定半径で揺動して水平往復運動を行う。この時、摺動子は試料と密着させるため、駆動部から延びる摺動クランク棒に鉛直面内で上下移動及び傾斜が可能に取り付けられる。

試料台上には段ボール紙等の試料が止め具により固定され、駆動部の駆動によって摩擦用紙を取り付けた摺動子が試料と摺動する。摩擦用紙は一般に試料と同じ材質の段ボール紙等が用いられる。摺動子は所定回数往復した後に停止される。これにより、試料の摩擦試験が行われ、試料の状態を表１に示すように目視により判別して摩擦試験の結果が評価される。

例えば、耐摩擦性が低い試料の場合は摩擦試験後の表面状態が悪く、評価ランクは４ランクや５ランクのようになる。このため、商品を運搬するときの梱包のための外装としては、評価ランクが１ランクや２ランクのようなものが要望される。

ＪＩＳ Ｋ５７０１−１：２０００，６．２．３ ｂ）

しかしながら、上記従来の摩擦試験機によると、試料の所望位置を切り取って試料台上に設置して止め具で固定する必要があるため煩雑な作業を必要し、利便性が悪い問題があった。また、摺動子が傾斜自在で所定半径で揺動するため、試料には摺動子の径方向外側のエッジに接した部分に大きな荷重が加わる。このため、摺動子が摺動する範囲で摩擦による損傷度合が不均一になり、正確に評価できないため摩擦試験の精度に問題があった。

また、試料と同じ材質の段ボール紙等を摩擦用紙として用いると、所定回数の摺動によって試料に大きな変化がない場合がある一方で試料の表面が剥離する場合もある。これは、試料の表面の剥離時期が一定でないために所定回数の摺動で剥離時期に到達した場合と到達しない場合が生じることに依ると考えられる。これにより、試験結果が安定しない問題もあった。

加えて、摩擦試験の評価が目視により行われるため評価可能な熟練者を必要とする。この時、試料が多くなると時間が掛かるため多くの熟練者を必要とし、簡単に評価できる評価方法が望まれていた。

本発明は、利便性を向上するとともに摩擦試験の精度を向上できる摩擦試験機及び摩擦試験方法を提供することを目的とする。また本発明は、摩擦試験結果の評価を容易にできる摩擦試験の評価方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の摩擦試験機は、試料上に載置される台座と、前記台座に形成される開口部と、前記開口部に配されて試料に対向する面に摩擦用紙が取り付けられる摺動子と、前記摺動子を直線案内するガイド部と、前記摺動子を前記ガイド部の案内によって前記開口部内で直線往復運動させる駆動部とを備えたことを特徴としている。

この構成によると、摺動子に摩擦用紙が取り付けられ、台座が試料上に載置される。摺動子は台座の開口部に配されて摩擦用紙を介して試料に接する。摺動子は駆動部の駆動によってガイド部で直線案内されて直線往復運動し、試料と摩擦用紙とが摺動する。摺動子が所定回数往復すると駆動部が停止される。

また本発明は、上記構成の摩擦試験機において、前記ガイド部は前記台座に取り付けられるとともに前記摺動子を挟んで前記摺動子の移動方向に平行に延びることを特徴としている。この構成によると、摺動子は台座に設けたガイド部と摺動して直線案内され、往復運動を行う。

また本発明は、上記構成の摩擦試験機において、案内時の摩擦を軽減する摩擦軽減部材を、前記摺動子と前記ガイド部との接触部分に対応して設けたことを特徴としている。この構成によると、例えば、ガイド部上を転がるベアリングから成る摩擦軽減部材が摺動子に設けられる。

また本発明は、上記構成の摩擦試験機において、前記台座を試料に係止する係止部を設けたことを特徴としている。この構成によると、係止部により台座が固定され、台座の移動が防止される。

また本発明は、上記構成の摩擦試験機において、前記係止部は前記台座に螺合して下面から突出するネジ部を有し、前記ネジ部の先端を試料に押入して前記台座が係止されることを特徴としている。この構成によると、係止部のネジ部が台座に螺合して台座の下面から突出し、試料に押入されて台座が固定される。ネジ部を試料に押入できない場合は、係止部を反転してネジ部の先端が台座の下面よりも上方に配置される。

また本発明は、上記構成の摩擦試験機において、前記駆動部はクランク機構を構成するクランク棒が前記摺動子に回転自在に連結され、前記クランク棒に対して前記摺動子を上下に可動にしたことを特徴としている。この構成によると、駆動部のクランク機構によってクランク棒の一端が回転し、摺動子に回転自在に連結される他端が摺動子とともに直線往復運動する。摺動子はクランク棒に対して上下方向に移動して台座の下方の試料と面接触する。

また本発明は、上記構成の摩擦試験機において、加重するための錘を前記摺動子に載置して係合するための複数の突出ピンを、当該摺動子の上面に設けたことを特徴としている。この構成によると、錘に設けた孔を摺動子の上面の突出ピンに嵌合して錘が摺動子上に設置され、荷重の異なる摩擦試験が行われる。

また本発明は、上記各構成の摩擦試験機を用いて試料の摩擦試験を行う摩擦試験方法であって、前記摩擦用紙を研磨紙にしたことを特徴としている。この構成によると、摺動子に取り付けられる研磨紙が試料と摺動して摩擦試験が行われる。

また本発明は、試料の表面に摩擦用紙を摺動させて摩擦試験を行った結果を評価する摩擦試験の評価方法において、印刷部及び非印刷部を有した前記試料に対して摩擦用紙を摺動させて摩擦試験を行い、前記印刷部または前記非印刷部の摩擦試験前後の濃度変化を反射濃度計により検知し、該濃度変化に基いて評価を行うことを特徴としている。

この構成によると、試料の表面の印刷部と非印刷部とが一体に摺動子と摺動して摩擦試験が行われる。これにより、印刷部のインキが非印刷部に写り、印刷部の濃度が減少するとともに非印刷部の濃度が増加する。印刷部または非印刷部の摩擦試験前後の濃度変化が反射濃度計により検知される。そして、印刷部または非印刷部の濃度変化が大きいと耐摩擦性が低く、濃度変化が小さいと耐摩擦性が高いと評価される。

本発明によると、試料上に載置される台座に設けた開口部に摺動子が配されるため、試料の所望位置に摩擦試験機を設置して摩擦試験を行うことができる。このため、試料の所望位置を切り取る煩雑な作業の必要がなく、摩擦試験機の利便性を向上することができる。また、摺動子が直線往復運動するため、従来のように径方向で試料の損傷度合がばらつくことなく摺動子の摺動範囲の損傷度合が均一化される。従って、摩擦試験の精度を向上することができる。

また本発明によると、摩擦用紙として研磨紙を用いるので、摺動子の摺動回数に対して試料が安定して劣化するため摩擦試験の精度をより向上することができる。

また本発明によると、印刷部と非印刷部とを有する試料を摩擦試験し、印刷部または非印刷部の摩擦試験前後の濃度変化を反射濃度計により検知して該濃度変化に基づいて評価するので、摩擦試験結果の評価を熟練者を必要とせず誰でも容易に行うことができる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１、図２は実施形態の摩擦試験機を示す斜視図及び上面図である。摩擦試験機１は段ボール紙等の試料１００（図３参照）上で摩擦用紙９（図８参照）を有した摺動子５を往復運動させて摩擦試験を行う。摩擦試験機１は試料１００上に直接載置するための平板状の台座２を有している。台座２上には駆動部１１及び制御回路等を含む電装ボックス１０が設けられる。

電装ボックス１０の上面には持運びを行うための把手３が設けられる。電装ボックス１０の前面には表示部４２及び入力部４１が設けられる。表示部４２は例えば、液晶表示素子等から成り、摩擦試験時の摺動子５が往復移動した回数を上段に表示して往復移動させる回数を下段に表示する。

入力部４１は電源スイッチ２０、スタートキー２１、ストップキー２２及びプリセットキー２３を有する。電源スイッチ２０は摩擦試験機１の電源を投入する。スタートキー２１は摩擦試験機１による摩擦試験の開始を指示する。ストップキー２２は摩擦試験の停止を指示する。プリセットキー２３は表示部４２の下方に配され、アップキー及びダウンキー（不図示）を有して摺動子５の移動回数をプリセットする。

電源スイッチ２０、スタートキー２１及びストップキー２２はストローク方式による操作キーから成り、透明部材の操作部が表面に配されてその内部にＬＥＤ等の表示素子が設けられる。例えば、電源スイッチ２０は操作されると緑色に点灯して電源投入されていることを知らせる。

スタートキー２１は操作されると青色に点灯して摩擦試験が開始されたことを示し、摩擦試験の終了時に消灯または他の色で点灯する。ストップキー２２が操作されると赤色に点灯して摩擦試験途中で動作を停止した状態が表示される。これらは、一例であり、色の組み合わせ表示は任意に設定される。

また、電装ボックス１０の前面下部には詳細を後述する回転レバー１８及びクランク棒１７の回転運動との干渉を回避するため、開口された窓部１０ａが設けられている。

台座２には試料１００上に載置した際に試料１００を臨む矩形の開口部４が電装ボックス１０に隣接して形成されている。開口部４内には略直方体形状に形成される摺動子５が配される。摺動子５は後述する駆動部１１の駆動によって開口部４内を前後に直線往復運動を行う。台座２には摺動子５の両側面に沿って延びる２つのガイド部６が取り付けられる。ガイド部６は、例えば断面Ｌ字型のアングルにより形成される。

摺動子５の上面には後述する錘３０（図９参照）を支持する複数の突出ピン５７が突設され、側面近傍に複数のベアリング５０が設けられる。ベアリング５０はガイド部６上を転がり、摺動子５がガイド部６によって直線案内される。ベアリング５０によって摺動子５とガイド部６との摩擦を軽減する摩擦軽減部材が構成される。ベアリング５０を摺動子５側に設けているが、ガイド部６側に設けて摺動子５の側面に接触するようにしてもよい。ベアリング５０は各ガイド部６に面してそれぞれ２個設けられるがこれに限られず、それぞれ１個または３個以上設けてもよい。

尚、ベアリング５０に替えて回転コロ等を用いてもよい。また、ベアリング５０を省いて摺動子５の側面とガイド部６との摺動によって摺動子５を直線案内してもよい。この時、摩擦を軽減するためにガイド部６及び摺動子５の一方または両方の面に、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン等）をコーティングしてもよい。即ち、摺動子５が直線移動（往復移動）される時に摺動子５とガイド部６との接触による摩擦を軽減できる摩擦軽減部材を設けるようにすればよい。この摩擦軽減部材は上述したようにガイド部６と摺動子５との接触する部位に対応して設けられる。

また、開口部４の側壁によってガイド部を形成して摺動子５を直線案内してもよく、リニアガイドによりガイド部を形成して摺動子５を直線案内してもよい。

台座２の前部の２箇所のほぼ角部分には摩擦試験機１を試料１００上に係止する係止部６０が設けられる。図３に示すように、係止部６０は台座２に設けたネジ孔２ａに螺合するネジ部６０ａを有している。係止部６０をネジ孔２ａにネジ締めして台座２の下面から突出させ、試験範囲１０１を開口部４に対向して台座２が段ボール紙等の試料１００上に設置される。

この時、ネジ部６０ａの先端が試料１００に押入され、摩擦試験機１が試料１００上に固定される。尚、係止部６０のネジ部６０ａの先端部分を円錐形状に形成してもよい。ネジ部６０ａを押入できない試料（プラスチック等）の場合は係止部６０を反転してネジ部６０ａの先端が台座２の下面よりも上方に配置され、摩擦試験機１は自重によって固定される。

図４は駆動部１１の詳細を示す斜視図である。駆動部１１は減速機１５が取り付けられたモータ１２を有し、脚部１４ａにより台座２上に設置される取付け台１４上に減速機１５が取り付けられる。減速機１５はモータ１２のモータ軸（不図示）に対して減速機１５から導出される連結軸１９（図２参照）の回転を数１０分の１〜数１００分の１程度に減速する。減速機１５は一般的な構成でよく、モータ軸に固定された駆動ギアと連結軸１９固定された出力ギアとの間にギア比を徐々に大きくした複数の従動ギアを噛合せて構成される。

連結軸１９は取付け台１４の下方に突出し、回転レバー１８（図２参照）が固定される。回転レバー１８の一端には係止ピン７を介して回転自在にクランク棒１７の後端が連結される。クランク棒１７の前端は係止ピン８を介して回転自在に摺動子５に連結される。これにより、クランク機構１６が構成されて回転運動を直線運動に変換し、モータ軸の回転によって摺動子５が矢印Ａに示すように直線往復運動を行う。

即ち、図２に示すように、回転レバー１８の係止ピン７が取り付けられる一端が前端に配されると、摺動子５が前端に配される。この状態から回転レバー１８が±９０゜回転した位置では摺動子５は５’で示す位置に配され、１８０゜回転した位置では摺動子５は後端（５”で示す）に配される。

この時、簡単な構成のクランク機構１６によって摺動子５を往復運動させ、減速機１５によってモータ１２を減速するため、トルクの小さい軽量のモータ１２を使用することができる。また、ガイド部６と摺動子５との摩擦がベアリング５０により軽減されるため、更にトルクの小さいモータ１２を使用することができる。従って、摩擦試験機１の小型軽量化を図ることができる。

図５に示すように、摺動子５はクランク棒１７に対して着脱自在になっている。係止ピン８は摺動子５に設けられたネジ孔５１ａに螺合されるネジ部８ａが下端に形成され、ローレット加工されたボス部（摘み部）８ｂが上端に形成される。ネジ部８ａとボス部８ｂとの間は円柱形状の回転支持部８ｃが形成され、クランク棒１７に形成された円形の孔部１７ａに貫通される。ボス部８ｂは孔部１７ａよりも大きな直径に形成されている。

図６に示すように、係止ピン８を孔部１７ａに挿通してネジ部８ａ（図５参照）が摺動子５のネジ孔５１ａに螺合される。これにより、摺動子５が係止ピン８を介してクランク機構１６に連結され、クランク棒１７に対して回転自在に支持される。この時、ボス部８ｂによって摺動子５の脱落が防止される。

係止ピン８の回転支持部８ｃは孔部１７ａに隙間を有して挿通され、クランク棒１７の厚みよりも十分に長く形成される。このため、クランク棒１７は軸方向の相対移動及び若干の傾斜が可能になっており、摺動子５が上下に可動するとともに前後及び左右方向に僅かに傾斜することができる。これにより、摺動子５の下面を試料１００に密着させることができる。また、係止ピン８を取外すと摺動子５がクランク機構１６（クランク棒１７）より離脱され、摩擦用紙９の着脱が可能となる。

図７は摩擦試験機１の制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路は電装ボックス１０内に設けられる回路基板を有し、制御部４０は回路基板に実装されるＣＰＵによって各部を制御する。制御部４０には表示部４２、入力部４１、モータ駆動部４３及び移動検知センサ４４に接続され、内部にＲＯＭ４５及びＲＡＭ４６を有している。

ＲＯＭ４５は入出力インターフェース（不図示）を介して入力される入力部４１からの入力内容に応じて制御部４０が制御を実行するプログラムが格納される。ＲＡＭ４６は制御部４０によるシーケンス制御を実行する過程で必要な情報を逐次記憶する。また、ＲＡＭ４６はカウンタとしても動作するように構成されている。モータ駆動部４３は制御部４０の制御によってモータ１２を回転駆動させる。

移動検知センサ４４は発光素子及び受光素子を有した反射型のフォトセンサ等から成り、回転レバー１８の回転を監視する。即ち、移動検知センサ４４の発光素子が回転レバー１８の係止ピン７近傍を照射する位置に配置され、受光素子は発光素子に隣接して配置される。

これにより、発光素子の出射光が回転レバー１８が１回転する毎に回転レバー１８で反射し、反射光を受光素子で受光して回転レバー１８の回転した回数が検知される。これにより、摺動子５の往復運動した回数が検知される。移動検知センサ４４の検知信号は制御部４０に入力され、摺動子５の往復運動した回数が表示部４２の上段に表示される。移動検知センサ４４によってクランク棒１７の移動を監視してもよく、摺動子５の移動を監視してもよい。

図８は摺動子５を下方から見た斜視図を示している。摺動子５は直方体形状の基台５１に試料１００と対向する面側にゴム板５２を両面テープ等の粘着部材で粘着している。基台５１の摺動面の大きさは５０．８ｍｍ×９５．５ｍｍであり、ゴム板５２は厚さ８ｍｍ、硬さ５０〜５３Ｈｓである。また、摺動子５の重量は９０８±１０ｇであり、往復移動のストロークは５７±１ｍｍ、往復速度は４３±２回／分である。これらは、JIS K5701-1:2000,6.2.3 b)（以下、単に「ＪＩＳ Ｋ５７０１−１」という）に対応した値になっている。

摺動子５のゴム板５２表面には摩擦用紙９が取り付けられる。基台５１の前後面にはネジ孔５１ｂが形成され、ネジ孔５１ｂに螺合される手締め可能な摘み部を有したネジ５４によって係止部材５３が取り付けられる。係止部材５３は断面Ｌ字型に形成され、上端が摺動子５の上面に掛止される。係止部材５３の下端には、く字状に屈曲された係止爪５３ａが形成される。

係止部材５３のネジ５４を緩め、一方の係止爪５３ａと基台５１との間に形成される隙間に摩擦用紙９の一端が挿入される。ネジ５４の締め付けによって摩擦用紙９の一端が基台５１と係止爪５３ａに挟まれて係止（固定）される。摩擦用紙９の他端は弛みが生じないように反対側の係止部材５３の係止爪５３ａと基台５１との間に挿入され、ネジ５４が締付けられる。これにより、摩擦用紙９がゴム板５２の表面に張架される。

図９は摺動子５に錘３０を取り付けた状態を示す側面図である。錘３０はＪＩＳ Ｋ５７０１−１に対応して９０８±１０ｇに形成され、摺動子５に取り付けることにより加重して１８１６ｇの荷重で摩擦試験を行うことができる。錘３０には摺動子５の上面に設けた突出ピン５７に対応して複数の貫通孔３１が形成される。突出ピン５７を貫通孔３１に挿通することによって錘３０が着脱自在に摺動子５上に取り付けられる。

この時、クランク棒１７との干渉を回避する凹部３３が錘３０の後部に設けられる。また、係止ピン８との干渉を回避する貫通孔３２が凹部３３の上方に形成される。更に、摺動子５上のベアリング５０との干渉を回避する凹部（不図示）が錘３０の下面に形成されている。

上記構成の摩擦試験機１において、摺動子５に摩擦用紙９が取り付けられ、段ボール紙等の試料１００上に台座２を載置して係止部６０により摩擦試験機１が係止される。この時、開口部４が所望の試験範囲１０１（図３参照）に対向して設置される。摺動子５は自重によって垂下するとともに試料１００の表面形状（状態）に合致するようにして圧接される。

電源スイッチ２０が操作されると電源が投入されたことを示すＬＥＤが点灯される。そして、摺動子５の往復移動回数がプリセットキー２３によりプリセットされて表示部４２の下段に表示され、スタートキー２１を操作すると摩擦試験が開始される。摩擦試験が開始されると、駆動部１１のモータ１２が駆動され、摺動子５が試験範囲１０１を直線往復運動する。これにより、摺動子５の摩擦用紙９が試料１００の試験範囲１０１と摺動する。

摺動子５が一往復される毎に移動検知センサ４４により検知され、制御部４０によってＲＡＭ４６のカウンタ領域に定めたカウンタを＋１づつインクリメントする。ＲＡＭ４６のカウンタの値は表示部４２の上段に表示される。カウンタの値がプリセット値と同一になると制御部４０によってモータ１２が停止される。モータ１２の停止によって摺動子５の往復移動が停止して摩擦試験を終了する。

摩擦用紙９は試料１００と同じ材質の段ボール紙等で形成すると、所定回数の摺動によって試料１００に大きな変化がない場合がある一方で試料の表面が剥離する場合もある。これにより、試験結果が安定しないために摩擦試験の常時正確な評価を行えない。このため、摩擦用紙９に試験に応じた粗さ（例えば、＃３０００）の耐水性の研磨紙を用いるとよい。これにより、摺動子５の摺動回数に応じて試料１００が比較的安定してリニアに劣化する。従って、所定の摺動回数に対して安定した試験結果が得られ、摩擦試験の精度を向上でき、正確な評価を行うことができる。

尚、製品を梱包する段ボール紙等の梱包材同士が搬送時に互いに擦れ合う際の梱包材の耐久性を試験する場合等において、摩擦用紙９を試料１００と同じ材質の段ボール紙等にしてもよい。この時、段ボール紙は厚みが大きいため係止部材５３により取り付けることが困難である。

このため、図１０に示すように、摺動子５のゴム板５２を基台５１より取り外し、基台５１の下面に段ボール紙から成る摩擦用紙１０２を両面粘着テープ等によって貼り付ける。この時、摩擦用紙１０２は摺動子５の貼付け面と同様の大きさまたはそれより小さい大きさにカットされる。ゴム板５２の重量を２０ｇ以下に形成してゴム板５２の脱着前後で摺動子５の重量を９０８±１０ｇの範囲に維持すると、ＪＩＳ Ｋ５７０１−１に対応した試験を行うことができる。

係止ピン８の回転支持部８ｃはクランク棒１７の孔部１７ａ内を上下に移動可能になっているため、摺動子５の高さが変化しても摩擦用紙１０２と試料１００とを密着させることができる。尚、孔部１７ａ（クランク棒１７の厚さ方向）に対して係止ピン８の回転支持部８ｃが十分長い場合はゴム板５２上に摩擦用紙１０２を直接貼着してもよい。

図１１は摩擦用紙９を摺動子５に取り付けるための他の構成を示している。摺動子５の基台５１の背面側には手締め可能な摘み部を有するネジ５４が前後に２つ設けられ、ネジ５４によって係止部材５８が取り付けられる。係止部材５８は両端に係止爪５８ａを有した断面コ字型に形成される。

係止部材５８のネジ５４を緩め、一方の係止爪５８ａと基台５１との間に形成される隙間に摩擦用紙９の一端が挿入される。ネジ５４の締め付けによって摩擦用紙９の一端が基台５１の背面と係止爪５８ａに挟まれて係止（固定）される。摩擦用紙９の他端は弛みが生じないように反対側の係止部材５８の係止爪５８ａと基台５１の背面との間に挿入され、ネジ５４が締付けられる。これにより、摩擦用紙９がゴム板５２の表面に張架される。

摩擦試験が終了すると、試料１００を評価者の目視によって前述の表１に示すように試験結果の評価が行われる。この時、熟練を要する評価を簡単にするために試料１００の濃度変化を反射濃度計で検知して評価してもよい。

即ち、試料１００上の試験範囲１０１（図３参照）に印刷部と非印刷部とが設けられる場合は、摺動子５の摺動によって印刷部のインキが非印刷部に写る。これにより、印刷部の濃度が減少するとともに非印刷部の濃度が増加する。試験前後の印刷部または非印刷部の濃度変化を反射濃度計によって検知し、濃度変化が大きいと耐摩擦性が低く、濃度変化が小さいと耐摩擦性が高いと判断する。反射濃度計は閉ざされた測定面に標準光を照射したときの反射率を測定し、周囲の明るさに影響されない。このため、摩擦試験の安定した評価を行うことができる。

図１２は反射濃度計で検知した濃度変化による評価と目視による評価との比較を示す図である。縦軸は１０個の試料を濃度変化の小さいものから順に並べて試料番号１〜１０を付している。横軸は各試料番号１〜１０の試料の評価者の目視による順位を示している。図中、円の直径が評価された度数に比例している。

尚、試料１００は試験範囲１０１に図１３に示す一マスの一辺が２５ｍｍの黒色の印刷部と非印刷部とが並んだ市松模様のテストチャートが印刷されたものを用いている。また、反射濃度計としてグレタグマクベス社製のＲＤ９１８を用い、テストチャートの非印刷部を濃度測定した。

同図によると、評価者による順位と反射濃度計による順位とがほぼ一致する。従って、反射濃度計によって摩擦試験結果の評価を熟練者を必要とせず誰でも容易に行うことができる。尚、所定のパターンのテストチャートを段ボール製梱包材等の製品に予め設けておくことにより、摩擦試験の抜取り試験を容易に行うことができる。

本実施形態によると、試料１００上に載置される台座２に設けた開口部４に摺動子５が配されるため、試料１００の所望位置に摩擦試験機１を設置して摩擦試験を行うことができる。このため、試料の所望位置を切り取る煩雑な作業の必要がなく、摩擦試験機１の利便性を向上することができる。また、摺動子５が直線往復運動するため、従来のように径方向で試料１００の損傷度合がばらつくことなく摺動子５の摺動範囲の損傷度合が均一化される。従って、摩擦試験の精度を向上することができる。

また、試料１００を試料台上に固定する止め具を必要としないため、摩擦試験機１の軽量化を図ることができる。

また、摺動子５を挟んで摺動子５の移動方向に平行に延びるガイド部６を台座２に設けたので、摺動子５を簡単に精度良く直線案内することができる。従って、均一な摩擦試験を行うことができる。

尚、ガイド部６の長さ（摺動子５が移動する方向の長さ）を摺動子５が直線的に往復移動する可動範囲と同じ長さに形成すると、段ボール１００の摩擦試験部位に一致させて摩擦試験機１を載置する目安となる。摺動子５の可動範囲は、例えば図２において、摺動子５で示す位置での先端（図面左側）から可動した５"で示す位置の後端（図面右側）までの距離である。

また、案内時の摩擦を軽減する摩擦軽減部材を摺動子５とガイド部６との接触部分に対応して設けたので、摺動摩擦を軽減してモータ１２のトルクを小さくすることができる。

また、台座２を試料に係止する係止部６０を設けたので、摩擦試験中の摩擦試験機１の移動を防止することができる。従って、摩擦試験を安定して均一に行うことができる。

また、係止部６０は台座２に螺合して下面から突出するネジ部６０ａの先端を試料１００に押入されるので、台座２を係止する係止部６０を容易に実現することができる。

また、駆動部１１のクランク機構１６を構成するクランク棒１７が摺動子５に回転自在に連結され、クランク棒１７に対して摺動子５を上下に可動にしたので、摺動子５の下面を容易に試料１００に密着させて正確な摩擦試験を行うことができる。

また、摺動子５の上面に突設した複数の突出ピン５７により錘３０を支持するので、錘３０を容易に着脱して荷重の異なる摩擦試験を容易に行うことができる。

また、摩擦用紙９として研磨紙を用いるので、摺動子５の摺動回数に対して試料１００が安定して劣化するため摩擦試験の精度をより向上することができる。

また、印刷部と非印刷部とを有する試料１００を摩擦試験し、印刷部または非印刷部の摩擦試験前後の濃度変化を反射濃度計により検知して該濃度変化に基づいて評価するので、摩擦試験結果の評価を熟練者を必要とせず誰でも容易に行うことができる。

本発明によると、段ボール紙等の試料の耐摩擦性を試験する摩擦試験機及び摩擦試験方法に利用することができる。

本発明の実施形態の摩擦試験機を示す斜視図 本発明の実施形態の摩擦試験機を示す上面図 本発明の実施形態の摩擦試験機の設置状態を示す斜視図 本発明の実施形態の摩擦試験機の駆動部の詳細を示す斜視図 本発明の実施形態の摩擦試験機の摺動子の取付け状態を示す斜視図 本発明の実施形態の摩擦試験機の摺動子の取付け状態を示す側面図 本発明の実施形態の摩擦試験機の制御回路の構成を示すブロック図 本発明の実施形態の摩擦試験機の摺動子を下方から見た斜視図 本発明の実施形態の摩擦試験機の摺動子に錘を取り付けた状態を示す側面図 本発明の実施形態の摩擦試験機の摺動子に段ボール紙から成る摩擦用紙を取り付けた状態を示す側面図 本発明の実施形態の摩擦試験機の摺動子の他の構成を示す側面図 本発明の実施形態の摩擦試験後の反射濃度計で検知した濃度変化による評価と目視による評価との比較を示す図 図１２の評価を行った試料のテストチャートを示す平面図

符号の説明

１ 摩擦試験機
２ 台座
４ 開口
５ 摺動子
６ ガイド部
７、８ 係止ピン
９、１０２ 摩擦用紙
１０ 電装ボックス
１１ 駆動部
１２ モータ
１５ 減速機
１６ クランク機構
１７ クランク棒
１８ 回転レバー
１９ 連結軸
２０ 電源スイッチ
２１ スタートキー
２２ ストップキー
２３ プリセットキー
３０ 錘
４０ 制御部
４１ 入力部
４２ 表示部
４３ モータ駆動部
４４ 移動検知センサ
５０ ベアリング
５１ 基台
５２ ゴム版
５３、５８ 係止部材
５４ ネジ
５７ 突出ピン
６０ 係止部
６０ａ ネジ部
１００ 試料
１０１ 試験範囲

Claims (9)

1. 試料上に載置される台座と、前記台座に形成された開口部と、前記開口部に配されて試料に対向する面に摩擦用紙が取り付けられる摺動子と、前記摺動子を直線案内するガイド部と、前記摺動子を前記ガイド部の案内によって前記開口部内で直線往復運動させる駆動部とを備えたことを特徴とする摩擦試験機。
2. 前記ガイド部は前記台座に取り付けられるとともに前記摺動子を挟んで前記摺動子の移動方向に平行に延びることを特徴とする請求項１に記載の摩擦試験機。
3. 案内時の摩擦を軽減する摩擦軽減部材を、前記摺動子と前記ガイド部との接触部分に対応して設けたことを特徴とする請求項２に記載の摩擦試験機。
4. 前記台座を試料に係止する係止部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の摩擦試験機。
5. 前記係止部は前記台座に螺合して下面から突出するネジ部を有し、前記ネジ部の先端を試料に押入して前記台座が係止されることを特徴とする請求項４に記載の摩擦試験機。
6. 前記駆動部はクランク機構を構成するクランク棒が前記摺動子に回転自在に連結され、前記クランク棒に対して前記摺動子を上下に可動にしたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の摩擦試験機。
7. 加重するための錘を前記摺動子に載置して係合するための複数の突出ピンを、当該摺動子の上面に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の摩擦試験機。
8. 請求項１〜請求項７に記載の摩擦試験機を用いて試料の摩擦試験を行う摩擦試験方法であって、前記摩擦用紙を研磨紙にしたことを特徴とする摩擦試験方法。
9. 試料の表面に摩擦用紙を摺動させて摩擦試験を行った結果を評価する摩擦試験の評価方法において、印刷部及び非印刷部を有した前記試料に対して摩擦用紙を摺動させて摩擦試験を行い、前記印刷部または前記非印刷部の摩擦試験前後の濃度変化を反射濃度計により検知し、該濃度変化に基いて評価を行うことを特徴とする摩擦試験の評価方法。

Images