JPS61114836A - 二軸延伸試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、産業上の利用分野 本発明は、各種フィルム、紙、布、キャンパス、織物等
のシート状物を二軸同時に又は遂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ップで把持し、クリップの
間隔を拡大するととＫより試料を延伸するクリップテン
タ式の二軸延伸試験機に関する。

本発明の試験機は特に低倍率の特性の測定に適したもの
である。

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
な二軸延伸試験装置は、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関
係を保っ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５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部端
を把持して試料を二軸方向く延伸する形式のものと、特
公昭４５−４００３３号公報又は特公和４５−４０６０
０号公報等に示されているような長方形の試料の各辺を
幾つかのクリッ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、近年は後者のクリップテンタ式のものが多用さ
れている。

ところで、従来のクリップテンタ式のものでは、クリッ
プの間隔を拡大する機構は、特公昭４５−４００３３号
に記載されている如（クリップのアームをコツ入りベア
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℃
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ってしまう。従って異なった試
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
あった。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（大きくなることから、
信頼性のあるデータが得られない状況であった。

Ｃ３本発明の目的 本発明は、かかる現獣に鑑みなされたもので、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。

ｄ０本発明の構成及び作用 前記目的を達成する本発明は、以下の構成よりなるもの
である。

即ち、本発明はシート状試料の各辺を多数のクリップで
把持し、クリップの間隔を拡大することＫより試料な二
軸方向に延伸するよ５Ｋしたクリップテンタ式の二軸延
伸機であって、クリップ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、リンクの結合点と固
定的に結合するか又は結合点を摺ｉａ溝内を摺動するよ
うに係合することのできるクリレプの支持台と、結合点
を形成させろビンとからなり、特に、長いリンク相互を
結合する部位（ビン）と短いリンク相互を結合する部位
（ビン）とが交互に隣合うように支持台の結合点（節点
）を形成しているものである。

この発明の二軸延伸機は、クリップ間隔を拡大させると
節点において長いリンク又は短いリンクは開角し、節点
自体は拡大方向に移動する。また係合点は支持台の溝に
沿って摺動し、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のクリップにより固定し、その両側
のクリップ群を開隔が拡大するよ５に移動させることが
できるものである。

本発明は、前述の問題の対策を拙々検討の結果、その主
因が延伸時のクリップの移動の不均一性にあることを見
出しなされたものである。

従来装置のパンタグラフ機構を用いたものでは、移動点
近傍のクリップの間隔が大きく、固定点近傍のクリップ
の間隔が小さくなり、クリップの間隔は延伸時均−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、特に低蔦伸倍率ではク
リップ間隔が小さいためその影響が大きくなっている。

従って、問題解決にはクリップの延伸時の移動の均一化
が必要となる。

例えば、本発明は、クリップの支持台の一つ置き毎に長
いリンクと連結されている。この結果、移動点近傍の支
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
伝達され、クリッ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、短い替
ンクからなる機構の部分の動電を平均化するのに適当な
長さのリンクであること、支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
ローククリップ（支持台）の数を考慮して適宜選定する
。長いリンクが一つ措きの支持台と連結すれば、或はそ
れ以上の頻度で連結すれば、クリップ間隔の拡大時に、
クリップ移動速度が平均化される効果が現われる。

更（、本発明において、長方形の試料を直角方向に凰伸
する際、その試料の各辺の中点に対応するクリップを固
定し、その両側へ拡大するようになすと、同じ蔦伸倍率
にお（・て従来の一端固定方式に比べ、ス）ｐ−フカ−
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５に、本発明は、従来装置の問題点を解決した
ばかりでなく、正確な二輪延伸　　　“特性の測定を可
能とした非常に優れたものである。

以下、本発明の詳細を高分子フイルムニ軸延伸特性の測
定に好適な実施例に基（・て図面により説明する。

第１図は、前記実施例の二軸延伸部の構成図、ｔ４２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、縦軸な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２ｍ、６
ａで連結された中間軸６によりギア６ｂ、３＆を介して
駆動される。一方、駆動軸４，５は歯車２ｂ　、　　７
ａ’、　７ｍでモータ１に連結された中間軸７によりギ
ア７ｂ、４ｍ及びギア７ｅ、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ＩＫより同
時に駆動されるよう罠なっている。存お、図の８は、図
示省略した架台への取付部を示す。

図の１１．１２ＳｉＸ方向に移動する移動台で、１３．
１４はその下方ＫＹ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ｌｌａ、ｌｌｂ及びギア１２
ａ。

１２ｂを介して螺合されている。また、移動台１３．１
４も同様にして駆動軸４．５に＃、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く移動
するようＫなっている。なお、移動台１１，１２゜１３
．１４の上面には、その軸方向に後述するクリップを案
内する係合＃１１１ｅ、　　１２ｃ。

１３ｃ、１４ｅが設けである。

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ーツクで、移動台１１．
１２上において移動台１１．１２と移動台１３．１４と
の交点く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、端点ブロック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１１
ｅ、１３ｃＫ係合して移動自在に移動台１１上に設けら
れている。他の端点プルツク２２，２３．２４もこれ２
１と同様であ、る。

端点プルツク２１，２２．２３及び２４（家、移動台１
１，１２．１３及び１４の移動に伴なって、移動台１１
．１２と移動台１３．１４との交点上にあるように移動
するようくなっている。

そして、端点ブロック２１，２２，２３゜２４の間には
係合溝１１ｃ、　　１２ｃ、　　１３ｅ。

１４ｃの夫々に案内されてＸ方向、Ｙ方向　Ｋ移動自在
にクリップＣとそのクリップ群の各々の保持台３０が配
設されている。なお、移動台１１，１２，１３．１４の
各中点に位置するクリップＣｏは原点クリップとして移
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図を参照して説明すると、端点ブロック２
１０例では、この拡大機構は短いリンク３１をピン３２
及び３４を介して結合されたものと、長（・リンク３５
＆２３５ｂをピン３２．３６及び３７で結合したもので
あって、１つおきに保持台とパンタグラフの節点とがビ
ン３２又は３７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
なる一方の側部で節点（具体的にはビン３２で結合され
たもの）を形成し、この節点においてリンクは回転自在
にピン３２によって結合している。また保持台の他方の
側部はその軸方向に沿つ【摺動＠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って摺動自在に支持台の軸上を
移動する。実際には結合点となるビン３５又は３７と同
軸の係合ジーラ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。なお支持台に
設けられた摺動溝は、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、端点ブロック２１の上側端く保持台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
リップＣの保持台３０に同様に結合される。全く同様に
して、第１図に示す試料Ｓを持把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図に示すように、その下
面に突設した係合台３０ｍを移動台１１の係合溝１１ｃ
　Ｉｃ係合させ、移動台１１上を安定して移動できるよ
５になっている。また、クリップＣは、図示省略したは
ねＫより支持されたヘッドＨで試料Ｓを挟持する高分子
フィルムに適した公知のものとなっている。そして、各
辺の中点の原点クリップＣＯＫ歪ゲージ（図示省略）を
取り付け、延伸応力を測定するようＫなっている。

また、本発明の二軸延伸機構は、温度制御可能な恒＠僧
中に設置され、任意の設定延伸温度で試験できるように
なっている。このように全体としては操作パネル（図示
省略）で＠度、延伸応力、延伸速度２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
るよう廻なっている。

次に以上の構成による試料Ｓの二軸延伸試験を説明する
。

第１図に示すクリップＣの間隔が最も縮小したリセット
位置において、テストする長方形の試料ＳをクリップＣ
にセットする。

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１１，１２，１
３．１４は図の矢印の方向へ同じ速度で移動する。移動
台１１．１２１３及び１４の移＠（伴なって、端点ブロ
ック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原点クリップ
ＣＯは、各移動台１１，１２゜１３及びｉ４に４６１定
されているめで、端点ブロック２１，２２．２３及び２
１【の移動により試料Ｓの各辺は原点クリップＣＯを中
心にその両側に延伸される。そして、このとぎ各クリッ
プＣは第２図に示すように長短２べ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、各クリップＣ
間の間隔は時間的忙も空間的にも均一に拡大される。従
って。

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った。また、試料
Ｓの中心が原点となっているため、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、正確な測定が
可能となると共Ｋ、同じ倍率試験で必要な移動表は従来
装置の１／２であり、それだけ１ｌＩＩｊ定精度の点に
おいても有利となった。

そして、所定倍率若しくは破断等の終点に達すると、七
−タｌをオフとして試験終了となる。

なｔ、ｓ、以上の操作は、移動台１１，１２゜１３及び
１４の移ｖＪＸ、位彎等を検出する検出器を設（すて、
自動化することもでき、このようにすると便利である。

次に、実施例による各クリップ間隔の差の測、定結果を
表１に示す。表１１ｃはポリエチレンテレフタレートフ
ィルムの１００ｍＸ　１００ｖａ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ップ間
隔の最大値と最小値の差を示しである。なお比較例は米
国のＴ、Ｍ、Ｌｏｎｇ社製のヘビーデユーティ型延伸試
＃帰（Ｈｅａｖｙ　Ｄｕｔｙ　Ｔｙｐｅ　５ｔｒｅｔｃ
ｈｅｒ　）の実測値である。

表１ 表１より、本実施例では倍率に関係な（クリップ間隔に
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。

以上、本発明を実施例に基いて説明したが、本発明はか
かる実施例忙限定されるものでなＬ　）。

二＠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１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５にすることにより容易に実現で鎗る。

四辺の中点のクリップを固定［７その両側へ延伸する構
成を示したが、本発明のパンクダラ７からなる拡大機構
は従来装置にも過用でセ、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。

本発明は、クリップの拡大機構をクリップの夫々と結合
した短いリンク機構と少なくとも一つおきのクリップと
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、クリップの延伸に伴なう移動を均一化したもので、
シート状物の二＠低伸特性の測定の精度、再〃性等の向
上に寄与するところ大のものである。

４、　　ｌ！２１面の簡単な説明 第１図は本発明の実施例の二Ｍ劉伸部の構成図である。

第２図は実施例のクリップの徴大機構の平面図（詳細図
）であり、また第３図は第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は躯１１
Ｉｈ軸、１１゜１２１１３及び１４は移動台、２１，２
２゜２３及び２４は端点プルツク、Ｃはクリップ、３１
Ｆ！保持台、３１ｍ（３１ｂ）は短いリンク、３２１３
３．３４．３６及び３７はピン、３５ａ及び３５ｂ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複数のクリップにより把持
   したのち、クリップ間隔を拡大せしめる拡大手段によつ
   て該試料を相異る二方向に延伸変形せしめるクリップテ
   ンタ式の二軸延伸機において、前記拡大手段が端部にク
   リップを備えかつ摺動溝が設けられた保持台、長いリン
   ク、短いリンク及び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結合
   せしめてパンタグラフ機構を形成し、かつ各々の該保持
   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各々の節点を形成するとと
   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各々の係合点を
   形成してなることを特徴とする二軸延伸試験機。 ２）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支持台と節点を形成
   してなる特許請求の範囲第１項記載の二軸延伸試験機。 ３）長方形又は正方形の試料を互に直角となる２方向に
   延伸変形せしめ得るクリッ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ップの保持台
   を固定し、それ以外保持台を移動せしめてクリップ間隔
   を拡大せしめてなる特許請求の範囲第１項記載の二軸延
   伸試験機。