JPH07134095A - 高分子材料の劣化診断方法及び装置 - Google Patents
高分子材料の劣化診断方法及び装置Info
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- JPH07134095A JPH07134095A JP5282691A JP28269193A JPH07134095A JP H07134095 A JPH07134095 A JP H07134095A JP 5282691 A JP5282691 A JP 5282691A JP 28269193 A JP28269193 A JP 28269193A JP H07134095 A JPH07134095 A JP H07134095A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、小物製品を使用状態のままで、か
つ、非破壊でその製品の劣化程度を診断する高分子材料
の劣化診断方法及び装置を提供することを目的とする。 【構成】本発明は、所定形状の探触部１と、前記探触部
１を一定荷重で高分子材料よりなる被測定物７の表面に
押圧する検知部８と、前記検知部８を一定速度で摺動す
る駆動部２と、前記検知部８に生ずる摩擦荷重を測定す
る摩擦荷重測定部３と、所定の摩擦荷重を設定する設定
部と、前記摩擦荷重測定部３で検出した摩擦荷重と前記
設定部の所定摩擦荷重を比較する演算部４と、前記演算
部４の演算結果を表示する表示部５とから構成する。
つ、非破壊でその製品の劣化程度を診断する高分子材料
の劣化診断方法及び装置を提供することを目的とする。 【構成】本発明は、所定形状の探触部１と、前記探触部
１を一定荷重で高分子材料よりなる被測定物７の表面に
押圧する検知部８と、前記検知部８を一定速度で摺動す
る駆動部２と、前記検知部８に生ずる摩擦荷重を測定す
る摩擦荷重測定部３と、所定の摩擦荷重を設定する設定
部と、前記摩擦荷重測定部３で検出した摩擦荷重と前記
設定部の所定摩擦荷重を比較する演算部４と、前記演算
部４の演算結果を表示する表示部５とから構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高分子材料の劣化程度
（粗さ、亀裂、割れ等の発生）を非破壊で診断する方法
及び装置に関するものである。
（粗さ、亀裂、割れ等の発生）を非破壊で診断する方法
及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高分子材料の材料評価では、引
張特性、圧縮特性、曲げ特性等に代表される破壊試験が
行われている。また、破壊試験の際には、図７に示すよ
うに、ＪＩＳ規格で定められた試験片を作製し、その試
験片の破壊時の特性（強度、伸び等）をもって評価がな
されている。
張特性、圧縮特性、曲げ特性等に代表される破壊試験が
行われている。また、破壊試験の際には、図７に示すよ
うに、ＪＩＳ規格で定められた試験片を作製し、その試
験片の破壊時の特性（強度、伸び等）をもって評価がな
されている。
【０００３】材料が熱や光によって、その化学的構造に
有害な変化を起こし、物理的性質に永久変化が生じて特
性が低下する、所謂、材料劣化の有無を検証する場合に
おいても、上記の破壊試験が行われている。
有害な変化を起こし、物理的性質に永久変化が生じて特
性が低下する、所謂、材料劣化の有無を検証する場合に
おいても、上記の破壊試験が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
技術では、材料を評価する場合、試験片の作製が必要な
ことからコストアップになることに加えて、製品そのも
のや試験片を採取できない小物（細い、薄い等）の評価
はできない。
技術では、材料を評価する場合、試験片の作製が必要な
ことからコストアップになることに加えて、製品そのも
のや試験片を採取できない小物（細い、薄い等）の評価
はできない。
【０００５】また、試験片での評価や破壊試験による判
定が必要であることから、製品使用状態のまま評価する
ことはできない。本発明は上記の事情に鑑みてなされた
もので、特に小物製品を使用状態のままで、かつ、非破
壊でその製品の劣化程度を診断する高分子材料の劣化診
断方法及び装置を提供することを目的とする。
定が必要であることから、製品使用状態のまま評価する
ことはできない。本発明は上記の事情に鑑みてなされた
もので、特に小物製品を使用状態のままで、かつ、非破
壊でその製品の劣化程度を診断する高分子材料の劣化診
断方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の高分子材料の劣化診断方法は、所定形状の探
触部を高分子材料表面に一定荷重で押圧して一定速度で
摺動した際に生ずる摩擦荷重を測定する第１のステップ
と、前記摩擦荷重を予め定められた荷重と比較して、前
記摩擦荷重が前記予め定められた荷重より大きい場合に
前記高分子材料の劣化として表示する第２のステップを
含むことを特徴とする。
に本発明の高分子材料の劣化診断方法は、所定形状の探
触部を高分子材料表面に一定荷重で押圧して一定速度で
摺動した際に生ずる摩擦荷重を測定する第１のステップ
と、前記摩擦荷重を予め定められた荷重と比較して、前
記摩擦荷重が前記予め定められた荷重より大きい場合に
前記高分子材料の劣化として表示する第２のステップを
含むことを特徴とする。
【０００７】また、本発明の高分子材料の劣化診断装置
は、所定形状の探触部と、前記探触部を一定荷重で高分
子材料表面に押圧する検知部と、前記検知部を一定速度
で摺動する駆動部と、前記検知部に生ずる摩擦荷重を測
定する摩擦荷重測定部と、所定の摩擦荷重を設定する設
定部と、前記摩擦荷重測定部で検出した摩擦荷重と前記
設定部の所定摩擦荷重を比較する演算部と、前記演算部
の演算結果を表示する表示部とからなることを特徴とす
るものである。
は、所定形状の探触部と、前記探触部を一定荷重で高分
子材料表面に押圧する検知部と、前記検知部を一定速度
で摺動する駆動部と、前記検知部に生ずる摩擦荷重を測
定する摩擦荷重測定部と、所定の摩擦荷重を設定する設
定部と、前記摩擦荷重測定部で検出した摩擦荷重と前記
設定部の所定摩擦荷重を比較する演算部と、前記演算部
の演算結果を表示する表示部とからなることを特徴とす
るものである。
【０００８】さらに、前記探触部は、筒状スリーブを円
周方向に２分割し、その内周先端部に複数の突起を設け
た半円筒状スリーブを対向配置してなり、前記検知部
は、円錐形スリーブの長手方向に伸びる割目を有し、外
周面にねじ部を設けたコレットと、前記ねじ部に螺合す
るナットから構成したコレットチャックに前記探触部を
嵌入してなることを特徴とするものである。
周方向に２分割し、その内周先端部に複数の突起を設け
た半円筒状スリーブを対向配置してなり、前記検知部
は、円錐形スリーブの長手方向に伸びる割目を有し、外
周面にねじ部を設けたコレットと、前記ねじ部に螺合す
るナットから構成したコレットチャックに前記探触部を
嵌入してなることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】本発明は、小物製品を診断する際、製品を破壊
することなく、かつ、製品は使用状態のまま優劣を判定
する方法として、製品表面の劣化程度（粗さ、亀裂、割
れ等の発生）を適当な形状を持った探触部で摺動させる
ことにより検知する。
することなく、かつ、製品は使用状態のまま優劣を判定
する方法として、製品表面の劣化程度（粗さ、亀裂、割
れ等の発生）を適当な形状を持った探触部で摺動させる
ことにより検知する。
【００１０】本発明は、以下に示す高分子材料特有の劣
化状況によるものから発明された。一般に、高分子材料
は、熱や紫外線等により経年劣化する。その状況は、製
造時に含有されている酸化防止剤や顔料等が経年的に脱
落することによって、高分子材料の性質が変化し、初期
の変形能を失って材料自体が硬化する。その結果、材料
に亀裂が生じる。この亀裂が生じる状態は劣化の最終状
況であるが、これ以前に表面の粗さの増加、退色等が現
れる。
化状況によるものから発明された。一般に、高分子材料
は、熱や紫外線等により経年劣化する。その状況は、製
造時に含有されている酸化防止剤や顔料等が経年的に脱
落することによって、高分子材料の性質が変化し、初期
の変形能を失って材料自体が硬化する。その結果、材料
に亀裂が生じる。この亀裂が生じる状態は劣化の最終状
況であるが、これ以前に表面の粗さの増加、退色等が現
れる。
【００１１】本発明による高分子材料の劣化診断は、亀
裂の発生する以前の表面状態を検知するもので、材料表
面の劣化程度（粗さ、亀裂、割れ等の発生）を所定の形
状を持った探触部で摺動させた時に生ずるすべり荷重で
判定するものである。
裂の発生する以前の表面状態を検知するもので、材料表
面の劣化程度（粗さ、亀裂、割れ等の発生）を所定の形
状を持った探触部で摺動させた時に生ずるすべり荷重で
判定するものである。
【００１２】すなわち、劣化と粗さの間には図８の関係
がある。また、表面の粗さと適当な形状を持った探触部
で摺動させた時に生ずるすべり荷重には図９に示すよう
な関係がある。よって、すべり荷重の大きさをもって材
料劣化の有無を判定することができる。
がある。また、表面の粗さと適当な形状を持った探触部
で摺動させた時に生ずるすべり荷重には図９に示すよう
な関係がある。よって、すべり荷重の大きさをもって材
料劣化の有無を判定することができる。
【００１３】高分子材料の表面に適当な形状を持った探
触部を一定の圧力で摺動させるだけで測定できるため、
迅速、かつ、容易に非破壊検査が実施できる。また、探
触部の形状、寸法及び材質を換えることにより、小物や
製品そのものを使用状態で評価できるとともに、被測定
物の形状（平面、曲面等）に影響されず、あらゆるもの
に適用できる。
触部を一定の圧力で摺動させるだけで測定できるため、
迅速、かつ、容易に非破壊検査が実施できる。また、探
触部の形状、寸法及び材質を換えることにより、小物や
製品そのものを使用状態で評価できるとともに、被測定
物の形状（平面、曲面等）に影響されず、あらゆるもの
に適用できる。
【００１４】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図１
は本発明の一実施例を示す構成説明図であり、高分子材
料の劣化診断装置は、所定形状の探触部１と、前記探触
部１を一定荷重で高分子材料よりなる被測定物７の表面
に押圧するばね６を有する検知部８と、前記検知部８を
一定速度で矢印方向に摺動する駆動部２と、前記検知部
８に生ずる摩擦荷重を測定する摩擦荷重測定部３と、所
定の摩擦荷重（しきい値）を設定する設定部を有し、前
記摩擦荷重測定部３で検出した摩擦荷重と前記設定部の
所定摩擦荷重を比較する演算部４と、前記演算部４の演
算結果を表示する表示部５とから構成される。
は本発明の一実施例を示す構成説明図であり、高分子材
料の劣化診断装置は、所定形状の探触部１と、前記探触
部１を一定荷重で高分子材料よりなる被測定物７の表面
に押圧するばね６を有する検知部８と、前記検知部８を
一定速度で矢印方向に摺動する駆動部２と、前記検知部
８に生ずる摩擦荷重を測定する摩擦荷重測定部３と、所
定の摩擦荷重（しきい値）を設定する設定部を有し、前
記摩擦荷重測定部３で検出した摩擦荷重と前記設定部の
所定摩擦荷重を比較する演算部４と、前記演算部４の演
算結果を表示する表示部５とから構成される。
【００１５】図２（ａ），（ｂ）は探触部１の一例を示
す縦断面図，横断面図であり、円形断面測定用の探触部
１は、筒状スリーブを円周方向に２分割し、その内周先
端部に複数の突起１０を設けた半円筒状スリーブ９を対
向配置して構成される。
す縦断面図，横断面図であり、円形断面測定用の探触部
１は、筒状スリーブを円周方向に２分割し、その内周先
端部に複数の突起１０を設けた半円筒状スリーブ９を対
向配置して構成される。
【００１６】図２（ｃ）は検知部８の一例を示す構成図
であり、円錐形スリーブの先端部に設けた探触部挿入部
１１から長手方向に伸びる割目１５を有し、外周面にね
じ部１４を設けたコレット１２（斜視図）と、前記ねじ
部１４に螺合するナット１３（断面図）からコレットチ
ャックを構成し、前記探触部挿入部１１に前記探触部１
を嵌入してなる即ち、所定形状の探触部１を高分子材料
よりなる被測定物７の表面に一定荷重で押圧して一定速
度で摺動した際に生ずる摩擦荷重を摩擦荷重測定部３に
より測定する。
であり、円錐形スリーブの先端部に設けた探触部挿入部
１１から長手方向に伸びる割目１５を有し、外周面にね
じ部１４を設けたコレット１２（斜視図）と、前記ねじ
部１４に螺合するナット１３（断面図）からコレットチ
ャックを構成し、前記探触部挿入部１１に前記探触部１
を嵌入してなる即ち、所定形状の探触部１を高分子材料
よりなる被測定物７の表面に一定荷重で押圧して一定速
度で摺動した際に生ずる摩擦荷重を摩擦荷重測定部３に
より測定する。
【００１７】前記摩擦荷重測定部３により測定した摩擦
荷重を予め定められた荷重と演算部４により比較して、
前記摩擦荷重が前記予め定められた荷重より大きい場合
に前記高分子材料よりなる被測定物７の劣化として表示
部５に表示する。
荷重を予め定められた荷重と演算部４により比較して、
前記摩擦荷重が前記予め定められた荷重より大きい場合
に前記高分子材料よりなる被測定物７の劣化として表示
部５に表示する。
【００１８】尚、探触部１は、高分子材料よりなる被測
定物７の形状に合わせて、その形状、材質が適宜選定さ
れる。例えば、銅線にポリエチレンを被覆したケーブル
心線（外径２ｍｍ）の摩擦荷重を測定した場合の探触部
１を図２（ａ），（ｂ）に示す。この探触部１はケーブ
ル心線の被覆表面全周の劣化程度を検知できるように、
半円状に２分割されており、２分割の刃先を図２（ｃ）
に示すコレットチャックに挿入して、コレットチャック
の締め付け力調整で、ケーブル心線に損傷を与えること
なく、かつ、被覆表面の劣化程度を検知できる適性な締
め付け力で保持することができる。また、探触部１の先
端には、ポリエチレン被覆表面の劣化程度によって発生
する、摩擦荷重の差異を検知できるように、高さ５０μ
ｍ、直径３０μｍの突起を等間隔に規則的に整列させた
面を設けている。
定物７の形状に合わせて、その形状、材質が適宜選定さ
れる。例えば、銅線にポリエチレンを被覆したケーブル
心線（外径２ｍｍ）の摩擦荷重を測定した場合の探触部
１を図２（ａ），（ｂ）に示す。この探触部１はケーブ
ル心線の被覆表面全周の劣化程度を検知できるように、
半円状に２分割されており、２分割の刃先を図２（ｃ）
に示すコレットチャックに挿入して、コレットチャック
の締め付け力調整で、ケーブル心線に損傷を与えること
なく、かつ、被覆表面の劣化程度を検知できる適性な締
め付け力で保持することができる。また、探触部１の先
端には、ポリエチレン被覆表面の劣化程度によって発生
する、摩擦荷重の差異を検知できるように、高さ５０μ
ｍ、直径３０μｍの突起を等間隔に規則的に整列させた
面を設けている。
【００１９】上記探触部１を使用して、一定の引張速度
で新品（表面光沢ある優良品）及び劣化品（表面梨地状
態で、亀裂の発生したもの）の摩擦荷重を測定した。図
３は評価ケーブル心線ポリエチレン被覆部の表面粗さの
一例を示し、（ａ）は新品表面（表面光沢あり）、
（ｂ）は劣化品表面（表面梨地状態と亀裂発生部）を示
す。図４及び図５は評価ケーブル心線ポリエチレン被覆
部の摩擦荷重測定結果の一例を示し、図４（ａ）は新品
表面（表面光沢あり）、図４（ｂ）は劣化品表面（表面
梨地状態部）、図５は劣化品表面（亀裂部）を示す。表
１は図３〜図５から得られたポリエチレン被覆ケーブル
心線の表面粗さ、摩擦荷重の一例である。
で新品（表面光沢ある優良品）及び劣化品（表面梨地状
態で、亀裂の発生したもの）の摩擦荷重を測定した。図
３は評価ケーブル心線ポリエチレン被覆部の表面粗さの
一例を示し、（ａ）は新品表面（表面光沢あり）、
（ｂ）は劣化品表面（表面梨地状態と亀裂発生部）を示
す。図４及び図５は評価ケーブル心線ポリエチレン被覆
部の摩擦荷重測定結果の一例を示し、図４（ａ）は新品
表面（表面光沢あり）、図４（ｂ）は劣化品表面（表面
梨地状態部）、図５は劣化品表面（亀裂部）を示す。表
１は図３〜図５から得られたポリエチレン被覆ケーブル
心線の表面粗さ、摩擦荷重の一例である。
【００２０】
【表１】
【００２１】以上のように、表面粗さ、摩擦荷重ともに
ポリエチレンを被覆したケーブル心線の新品と劣化品に
は明らかな有異差がみられることから、被覆表面の摩擦
力の大きさ及び定常荷重域の荷重変化量から、亀裂発生
前の劣化を検知することができる。
ポリエチレンを被覆したケーブル心線の新品と劣化品に
は明らかな有異差がみられることから、被覆表面の摩擦
力の大きさ及び定常荷重域の荷重変化量から、亀裂発生
前の劣化を検知することができる。
【００２２】また、設定部の所定摩擦荷重（しきい値）
の大きさは、被測定物の形状及び測定条件等で適宜設定
しなければならないが、本実施例にみられるように、初
期ピーク荷重、定常荷重のいずれの値でも設定すること
ができる。図６は摩擦荷重測定から得られる、摩擦荷重
の大きさによる設定部の所定摩擦荷重（しきい値）の概
念図を示す。
の大きさは、被測定物の形状及び測定条件等で適宜設定
しなければならないが、本実施例にみられるように、初
期ピーク荷重、定常荷重のいずれの値でも設定すること
ができる。図６は摩擦荷重測定から得られる、摩擦荷重
の大きさによる設定部の所定摩擦荷重（しきい値）の概
念図を示す。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、こ
れまで目視点検に頼っていた高分子材料の劣化測定を、
機械により迅速、簡便、確実に実施できる。また、測定
部は高分子材料の表面であり、測定動作は表面部を適当
な形状を持った探触部で摺動させるだけであることか
ら、電気的ノイズなどを発生することがなく、通信サー
ビス中の現用回線にも適用できる。
れまで目視点検に頼っていた高分子材料の劣化測定を、
機械により迅速、簡便、確実に実施できる。また、測定
部は高分子材料の表面であり、測定動作は表面部を適当
な形状を持った探触部で摺動させるだけであることか
ら、電気的ノイズなどを発生することがなく、通信サー
ビス中の現用回線にも適用できる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図２】本発明に係る円形断面測定物用探触部の一例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図３】本発明に係るポリエチレン被覆部の表面粗さの
一例を示す特性図である。
一例を示す特性図である。
【図４】本発明に係るポリエチレン被覆部の摩擦荷重測
定例を示す特性図である。
定例を示す特性図である。
【図５】本発明に係るポリエチレン被覆部の摩擦荷重測
定例を示す特性図である。
定例を示す特性図である。
【図６】本発明に係る摩擦荷重の大きさによるしきい値
の概念図である。
の概念図である。
【図７】従来の高分子材料の特性評価に用いられるＪＩ
Ｓ規格試験片（引張試験片）の一例を示す平面図であ
る。
Ｓ規格試験片（引張試験片）の一例を示す平面図であ
る。
【図８】一般的な材料劣化と表面粗さの関係の一例を示
す特性図である。
す特性図である。
【図９】一般的な表面粗さと摩擦荷重の関係の一例を示
す特性図である。
す特性図である。
１…探触部、２…駆動部、３…摩擦荷重測定部、４…演
算部、５…表示部、６…ばね、７…高分子材料よりなる
被測定物、８…検知部、９…半円筒状スリーブ、１０…
突起、１１…探触部挿入部、１２…コレット、１３…ナ
ット、１４…ねじ部、１５…割目。
算部、５…表示部、６…ばね、７…高分子材料よりなる
被測定物、８…検知部、９…半円筒状スリーブ、１０…
突起、１１…探触部挿入部、１２…コレット、１３…ナ
ット、１４…ねじ部、１５…割目。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 友彦 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 進藤 博昭 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 所定形状の探触部を高分子材料表面に一
定荷重で押圧して一定速度で摺動した際に生ずる摩擦荷
重を測定する第１のステップと、 前記摩擦荷重を予め定められた荷重と比較して、前記摩
擦荷重が前記予め定められた荷重より大きい場合に前記
高分子材料の劣化として表示する第２のステップを含む
ことを特徴とする高分子材料の劣化診断方法。 - 【請求項２】 所定形状の探触部と、 前記探触部を一定荷重で高分子材料表面に押圧する検知
部と、 前記検知部を一定速度で摺動する駆動部と、 前記検知部に生ずる摩擦荷重を測定する摩擦荷重測定部
と、 所定の摩擦荷重を設定する設定部と、 前記摩擦荷重測定部で検出した摩擦荷重と前記設定部の
所定摩擦荷重を比較する演算部と、 前記演算部の演算結果を表示する表示部とからなること
を特徴とする高分子材料の劣化診断装置。 - 【請求項３】 前記探触部は、筒状スリーブを円周方向
に２分割し、その内周先端部に複数の突起を設けた半円
筒状スリーブを対向配置してなり、 前記検知部は、円錐形スリーブの長手方向に伸びる割目
を有し、外周面にねじ部を設けたコレットと、前記ねじ
部に螺合するナットから構成したコレットチャックに前
記探触部を嵌入してなることを特徴とする請求項２記載
の高分子材料の劣化診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5282691A JPH07134095A (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | 高分子材料の劣化診断方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5282691A JPH07134095A (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | 高分子材料の劣化診断方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07134095A true JPH07134095A (ja) | 1995-05-23 |
Family
ID=17655806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5282691A Pending JPH07134095A (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | 高分子材料の劣化診断方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07134095A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100670235B1 (ko) * | 2005-01-31 | 2007-01-17 | 한국기계연구원 | 폴리머 소재의 점착 및 마찰 특성 측정 장치 |
| JP2011164060A (ja) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Fujita Corp | コンクリート壁の表面粗さ評価方法及び評価装置 |
| WO2013128956A1 (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-06 | 三菱電機株式会社 | 樹脂膜の劣化検出方法および樹脂膜の劣化検出装置 |
| JP2015004633A (ja) * | 2013-06-24 | 2015-01-08 | 住友ゴム工業株式会社 | 氷表面の粗さ評価方法 |
| JP2015118003A (ja) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 中国電力株式会社 | 電線の劣化判定方法、電線の劣化判定装置 |
| JP2015141019A (ja) * | 2014-01-27 | 2015-08-03 | 中国電力株式会社 | 電線被覆劣化診断装置および電線被覆劣化診断方法 |
-
1993
- 1993-11-11 JP JP5282691A patent/JPH07134095A/ja active Pending
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