JPH0333091B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

(a) 産業上の利用分野 本発明は、各種フイルム、紙、布、キヤンバ
ス、織物等のシート状物を二軸方向に同時的に又
は逐次的に延伸してその特性を測定する二軸延伸
試験機に関し、更に詳しくは測定する試料の各辺
を多数のクリツプで把持し、クリツプの間隔を均
一な速度で拡大することにより試料を延伸してそ
の特性を精度、再現性よく測定し得るクリツプテ
ンタ式の二軸延伸試験機に関する。 (b) 従来の技術 一般に、シート状物の二軸引張特性を調べるた
めに必要な二軸延伸試験機は、性能上(1)変形が試
料内で均一に起こること、(2)変形量が正確に観測
できること、(3)各軸方向の応力が正確に測定でき
ること、(4)二方向の変形量または二方向の応力の
間に一定の間係を保つた状態で延伸することがで
き、結果の分析を容易に行ない得ることなどの要
件を満足することが望まれる。 従来の二軸延伸試験機は、大別して、特公昭49
−7194号公報等に示されているような十字形の試
料の各凸端部を把持して試料を二軸方向に延伸す
る形式のものと、特公昭45−40033号公報又は特
公報45−40600号公報等に示されているような長
方形の試料の各辺を幾つかのクリツプ群で把持し
て試料を延伸する形式のものとの２種類に分けら
れる。そして、近年は後者のクリツプテンタ式の
ものが多用されている。 ところで、従来のクリツプテンタ式のもので
は、クリツプの間隔を拡大する機構は、特公昭45
−40033号公報に記載されている如く、クリツプ
のアームをコロ入りベアリングを用いて固定バー
及び移動バーに係合させるもの、あるいは実公昭
49−26692号公報開示の如く、パンタグラフ機構
を用いるものがあるが、これらはいずれも長方形
の試料において相隣接する２辺のみが移動して試
料を延伸し、これらに対面する他の２辺は固定さ
れている。この結果、引張部付近の試料の変形と
固定部付近の試料の変形とがその変形量、変形速
度、応力等において条件が変つてしまう。また、
いずれのものも、試料を把持するクリツプ間隔を
常に均一に保ちつつ延伸することは至難であつ
た。従つて従来の二軸延伸試験機にあつては、異
なつた試料についての試験結果を比較することが
できない問題があつた。特に延伸倍率の低い場合
の測定においては、上述の点に起因する誤差が相
対的に大きくなることから、信頼性のあるデータ
が得られないという問題があつた。 (c) 発明が解決しようとする課題 上述の如く、例えば実公昭49−26692号公報に
記載の如き従来装置のパンタグラフ機構を用いた
ものでは、各リンク係合部での生ずる僅かのガタ
ツキによる誤差が累積されるのをさけられないた
め、延伸時、クリツプの間隔は常に均一には拡大
されず、またその時間的経過は一定でない。その
ため、既述したような問題が生じ、特に低延伸倍
率では全体的にクリツプ間隔が小さいため相対的
に誤差が大となり、その影響が大きくなつてい
る。 本発明者は、前述の問題の対策を種々検討の結
果、その主因が延伸時のクリツプの移動の不均一
性にあることを見出した。従つて、かかる問題の
解決にはクリツプの延伸時の移動の均一化が必要
となる。 本発明は、上述の如き従来の二軸延伸試験機の
問題を解決しようとしてされたもので、前述の性
能を満足し、且つ２倍以下の低延伸倍率において
も再現性の良い安定した測定ができる二軸延伸試
験機を提供することを目的とするものである。 (d) 課題を解決するための手段 本発明は、上述の目的を達成するため、シート
状試料の周縁部をそれぞれ複数のクリツプにより
把持し、クリツプ間隔を拡大せしめることによつ
て該試料を相異る二方向に延伸変形せしめるクリ
ツプテンタ式の二軸延伸試験機において、(a)クリ
ツプ間隔の拡大手段が、一方の端部にクリツプを
備えかつ他方の端部に摺動溝が設けられた保持
台、それぞれ一つおきに配置した長いリンク及び
短いリンク並びにそれらを結合せしめるピンから
なり、(b)該長いリンクと該短いリンクとを該ピン
を介して回動自在に結合せしめてパンタグラフ機
構を形成し、(c)長いリンク相互を結合するピンと
短いリンク相互を結合するピンとが交互に隣り合
つて該保持台との節点を形成し、(d)かつ各々の保
持台はその定点において該パンタグラフのリンク
相互を結合しているピンと枢着されているととも
に、その摺動溝において該パンタグラフの別なリ
ンクを結合しているピンと摺動可能に係合してい
ることを特徴とするものである。 すなわち、本発明の二軸延伸試験機は試料把持
用のクリツプを有する多数の保持台を、長短リン
クを一つおきに配置した特殊なパンタグラフ機構
により移動するようになつた点に最大の特徴を有
するものであつて、具体的には、クリツプ間隔の
拡大手段がパンタグラフ機構を形成する長短２種
類のリンクと、一方ではリンクの結合点とを固定
的に結合するとともに他方では該結合点が摺動溝
内を摺動するように係合するようにしたクリツプ
の保持台と、各結合点を形成させるピンとからな
り、かつ、長いリンク相互を結合する部位（ピ
ン）と短いリンク相互を結合する部位（ピン）と
が交互に隣合うように保持台の結合点（節点）を
形成しているものである。 本発明の二軸延伸試験機は、クリツプ間隔を拡
大させると節点において長いリンク及び短いリン
クは開角し、節点自体は拡大方向に移動する。ま
た係合点は保持台の溝に沿つて摺動し、長いリン
ク及び短いリンクの開角を可能ならしめる。本発
明では、試料の延伸変形前における中点（中央部
分）を１のクリツプにより固定し、その両側のク
リツプ群を間隔が拡大するように移動させること
ができるものである。 本発明は、クリツプの拡大機構をクリツプの
夫々と結合した短いリンク機構と少なくとも一つ
おきのクリツプと結合した長いリンクからなるパ
ンタグラフ機構とで構成し、延伸に伴なうクリツ
プの移動を均一化したもので、シート状物の二軸
延伸特性の測定の精度、再現性等の向上を寄与す
るところ大のものである。 (e) 実施例 以下、本発明を高分子フイルム二軸延伸特性の
測定に好適な実施例について、図面により説明す
る。 第１図は、前記実施例の二軸延伸試験機の構成
図、第２図はその拡大機構の詳細図、第３図はそ
の部分側断面図である。 第１図において、横軸をＸ、縦軸をＹと略称す
る。図の１は駆動モータで、２，３はＸ方向の駆
動軸、４，５はＹ方向の駆動軸で、全て中点を境
にその両側には互いに逆方向となる送りねじが穿
設されている。駆動軸２はモータ１と直結され、
駆動軸３は駆動軸２とギア２ａ，６ａで連結され
た中間軸６によりギア６ｂ，３ａを介して駆動さ
れる。一方、駆動軸４，５は歯車２ｂ，７a′，７
ａでモータ１に連結中間軸７によりギア７ａ，４
ａ及びギア７ｃ，５ａを介して駆動される。すな
わち、駆動軸２，３，４，５はモータ１により同
時に駆動されるようになつている。なお、図の８
は、図示省略した架台への取付部を示す。 図の１１，１２はＸ方向に移動する移動台で、
１３，１４はその下方にＹ方向に互いに平行に移
動する移動台である。移動台１１，１２は駆動軸
２，３の中点の両側に位置し、その両側でギア１
１ａ，１１ｂ及びギア１２ａ，１２ｂを介して螺
合されている。また、移動台１３，１４も同様に
して駆動軸４，５に螺合されている。すなわち、
移動台１１，１２，１３，１４は駆動軸２，３，
４，５によりその囲む面積が拡大するように同時
に移動するようになつている。なお、移動台１
１，１２，１３，１４の上面には、その軸方向に
後述するクリツプＣを有する保持台３０を案内す
る係合溝１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，１４ｃが設け
てある。 図の２１，２２，２３，２４は、後述するパン
タグラフ機構の両端が固定される端点ブロツク
で、移動台１１，１２上において移動台１１，１
２と移動台１３，１４との交点に相当する位置に
移動自在に設けられている。云い換えると、例え
ば、端点ブロツク２１は移動台１１と移動台１３
との交点上に位置し、且つその係合溝１１ｃ，１
３ｃに係合して移動自在に移動台１１上に載置さ
れている。他の端点ブロツク２２，２３，２４も
上述の端点ブロツク２１と同様である。 端点ブロツク２１，２２，２３及び２４は、移
動台１１，１２，１３及び１４の移動に伴なつ
て、移動台１１，１２と移動台１３，１４との交
点上に位置するように移動するようになつてい
る。 そして、端点ブロツク２１，２２，２３，２４
の間には、係合溝１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，１４
ｃの夫々に案内されてＸ方向、Ｙ方向に移動自在
に多数の保持台３０が配設され各保持台３０には
その一端にクリツプＣを有し試料を把持するよう
になつている。なお、移動台１１，１２，１３，
１４の各中点に位置するクリツプCoは原点クリ
ツプとして移動台１１，１２，１３，１４の夫々
に固定されている。 保持台３０はパンタグラフからなる拡大機構に
連結されている。第２図を参照してこのパンタグ
ラフ機構を説明すると、端点ブロツク２１の例で
は、この拡大機構は短いリンク３１同士を、短い
リンク３１と長いリンク３５とを、あるいは長い
リンク３５同士をピン３２，３３，３４，３６及
び３７で結合したものであつて、長いリンク３５
と短いリンク３１とが１つおきにたがい違いに配
置されてパンタグラフ機構を形成し、保持台とパ
ンタグラフの節点とがピンを介して結合されたも
のである。そして、このパンタグラフと保持台と
は、その保持台の定点となる部分で節点（具体に
はピン３２で結合されたもの）を形成し、この節
点において各リンクは回転自在にピン３２によつ
て結合している。また保持台のクリツプと反対側
にはその軸方向に沿つて摺動溝３８が設けられて
いて、パンタグラフを形成する長いリンク又は短
いリンクの結合点がこの摺動溝に沿つて摺動自在
に保持台の軸上を移動する。実際には第３図Ａに
示す如く結合点となるピン３４又は３７と同軸の
係合ローラ３４′，３７′を介してパンタグラフの
結合点が摺動できるように組立てられる。なお保
持台に設けられた摺動溝３８は、短いリンク又は
（及び）長いリンクの結合点を摺動するものとな
る。パンタグラフの一端は、、端点ブロツク２１
の上側端に保持台３０との結合と全く同様に結合
される。その他端は第１図に示す原点クリツプ
Coの保持台に同様に結合される。以上と全く同
様にして、第１図に示す試料Ｓを把持する四辺の
拡大機構が構成されている。 ところで、保持台３０は、第３図Ａ，Ｂに示す
ように、その下面に突設した係合台３０ａを移動
台１１の係合溝１１ｃに係合させ、移動台１１上
を安定して移動できるようになつている。また、
クリツプＣは、図示省略したばねにより支持され
たヘツドで試料を挟持する高分子フイルムに適し
た公知のものとなつている。そした、各辺の中点
の原点クリツプCoに歪ゲージ（図示省略）を取
り付け、延伸応力を測定するようになつている。 また、本発明の二軸延伸試験機は、温度制御可
能な恒温槽中に設置され、任意の設定延伸温度で
試験できるようにしてもよい。このように全体と
しては操作パネル（図示省略）で温度、延伸応
力、延伸速度、倍率等が設定でき、その設定値で
制御された各試料の延伸データが得られるように
するのが好ましい。 (f) 作用 次に、以上の構成による試料の二軸延伸試験を
説明する。 第１図に示すクリツプＣの間隔が最も縮小した
リセツト位置において、テストする長方形の試料
ＳをクリツプＣにセツトする。 次いで、モータ１を起動すると、前述の構成に
より、駆動軸２，３，４及び５が回転し、移動台
１１，１２，１３，１４は図の矢印の方向へ同じ
速度で移動する。移動台１１，１２，１３及び１
４の移動に伴なつて、端点ブロツク２１，２２，
２３及び２４が拡大方向に移動する。 前述の通り、各試料各辺の中点に位置する４個
の原点クリツプCoは、それぞれ各移動台１１，
１２，１３、及び１４に固定されているので、端
点ブロツク２１，２２，２３及び２４の移動によ
り試料Ｓの各辺は原点クリツプCoを中心にその
両側に延伸される。そして、このとき各クリツプ
Ｃは第２図に示すように長短２種類のリンクから
なるパンタグラフの機構により移動するので、各
クリツプＣ間の間隔は時間的にも常に均一に拡大
される。従つて、時間的にも空間的にも一様な延
伸試験が可能となると共に再現性の良い延伸試験
が可能となる。また、原点クリツプCoを試料各
辺の中点に取付け、これを原点として測定する場
合は、２辺固定型の従来装置に比較し、部分的な
応力集中も少なく、より正確な測定が可能となる
と共に、同じ倍率試験で必要な移動長は従来装置
の1/2であり、それだけ測定精度の点においても
有利となる。 そして、所定倍率若しくは判断等の終点に達す
ると、モータ１をオフとして試験終了となる。 なお、以上の操作は、移動台１１，１２，１３
及び１４の移動量、位置等を検出する検出器を設
けて、自動化することもでき、このようにすると
便利である。 以上、本発明を実施例に基いて説明したが、本
発明はかかる実施例に限定されるものではない。 二軸同時延伸の場合について説明したが、各軸
独立に延伸倍率や変形速度を変えて延伸しても良
いことはいうまでもなく、この場合は、第１図で
中間軸７を別のモータで駆動するようにすること
により容易に実現できる。 四辺の中点のクリツプを固定しその両側へ延伸
する構成を示したが、本発明のパンタグラフから
なる拡大機構は従来装置にも応用でき、測定の再
現性、正確な測定等の面で同じ効果が得られるこ
とは本発明の趣旨から明らかである。 (g) 発明の効果 すなわち、本発明は、クリツプの保持台の１つ
おき毎に短いリンク及び長いリンクと連結されて
いる。この結果、移動点近傍の保持台の動きは、
この長いリンクからなるパンタグラフ機構により
中央及び他端のいずれの位置にも迅速に変化が達
成され、クリツプの間隔の拡大化挙動は平均化さ
れる。 長いリンクからなるパンタグラフ機構の部分
は、短いリンクからなる機構の部分の動きを平均
化するのに適当な長さのリンクであること、保持
台と連結して節点を形成できることが要件とな
り、パンタグラフ機構全体はストロークリツプ
（保持台）の数を考慮して適宜選定する。長いリ
ンクが一つおきの保持台と連結すれば、クリツプ
間隔の拡大時に、クリツプ移動速度が平均化れる
効果が現われる。 更に、本発明において、長方形の試料を直角方
向に延伸する際、その試料の各辺の中点に対応す
るクリツプを固定し、その両側へ拡大するように
なすと、同じ延伸倍率において従来の一端固定方
式に比べ、ストロークが半減するので、それだけ
精度が良く且つ再現性の良い測定ができる効果が
ある。 以上のように、本発明は、従来装置の問題点を
解決したばかりでなく、正確な二軸延伸特性の測
定を可能とした非常に優れたものである。 (h) 実施例 次に、実施例による各クリツプ間隔の差の測定
結果を表１に示す。表１にはポリエチレンテレフ
タレートフイルムの100mm×100mmの大きさのサン
プルを温度80℃で表の各倍率まで延伸したときの
クリツプ間隔の最大値と最小値の差を示してあ
る。なお比較例は米国のT.M.Long社製のヘビー
デユーテイ型延伸試験機（Heavy Duty Type
Stretcher）の実測値である。

【表】 表１より、本実施例では倍率に関係なくクリツ
プ間隔に差はなく、等間隔の理想的な延伸がなさ
れていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す二軸延伸試験機
の構成図である。第２図は実施例のクリツプの拡
大機構の平面図（詳細図）であり、また第３図
Ａ，Ｂは第２図のものの側面図である。図面にお
いて、１はモータ、２，３，４及び５は駆動軸、
１１，１２，１３及び１４は移動台、２１，２
２，２３及び２４は端点ブロツク、Ｃはクリツ
プ、３０は保持台、３１は短いリンク、３２，３
３，３４，３６及び３７はピン、３５は長いリン
ク、３８は摺動溝である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シート状試料の周縁部をそれぞれ複数のクリ
   ツプにより把持し、クリツプ間隔を拡大せしめる
   ことによつて該試料を相異る二方向に延伸変形せ
   しめるクリツプテンタ式の二軸延伸試験機におい
   て、クリツプ間隔の拡大手段が、一方の端部にク
   リツプを備えかつ他方の端部に摺動溝が設けられ
   た保持台、それぞれ一つおきに配置した長いリン
   ク及び短いリンク並びにそれらを結合せしめるピ
   ンからなり、該長いリンクと該短いリンクとを該
   ピンを介して回動自在に結合せしめてパンタグラ
   フ機構を形成し、長いリンク相互を結合するピン
   と短いリンク相互を結合するピンとが交互に隣り
   合つて該保持台との節点を形成し、かつ各々の保
   持台はその定点において該パンタグラフのリンク
   相互を結合しているピンと枢着されているととも
   に、その摺動溝において該パンタグラフの別なリ
   ンクを結合しているピンと摺動可能に結合してい
   ることを特徴とする二軸延伸試験機。 ２ 長方形又は正方形の試料を互いに直角となる
   ２方向に延伸変形せしめ得るクリツプテンタ方式
   の二軸延伸機であつて、試料の各辺の中点を把持
   するクリツプの保持台を固定し、それ以外の保持
   台を移動せしめてクリツプ間隔を拡大せしめるよ
   うになした特許請求の範囲第１項記載の二軸延伸
   試験機。