JPS6310374B2 - - 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同時に又は単独に
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、該クリツプの間隔を拡大するこ
とにより試料を延伸するクリツプテンタ式の二軸
延伸試験機に関し、特に低倍率の特性の測定に適
したものである。 ｂ 従来技術 一般に、上式の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
正確に求められること、(3)各軸方向の応力が正確
に求められること、(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うるこ
となどの点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に延伸する
形式のものと、特公昭45−40033号公報、特公昭
45−40600号公報等に示されているような矩形の
試料の各辺を幾つかに分割されたクリツプで把持
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、上述の従来のクリツプテンタ式のも
のは、クリツプの間隔を拡大する機構が特公昭45
−40033号公報の如くクリツプのアームをユロ入
りベアリングで固定バー、移動バーに係合させた
もの、あるいは実公昭49−26692号公報の如くパ
ンタグラフ機構を用いるものであり、また矩形の
試料の相隣接する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辺は固定となつてい
る為、引張部付近の試料の変形と固定部付近の試
料の変形量、変形速度、応力等の諸条件が違い、
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
大きく、信頼性のあるデータが得られない状況で
あつた。 ｃ 本発明の目的 本発明は、かかる現状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。 ｄ 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
リツプで把持し、該クリツプの間隔を拡大するこ
とにより試料を二軸方向に延伸するようにしたク
リツプテンタ式の二軸延伸試験機において、前記
クリツプの拡大機構が、前記クリツプの保持台の
各々と各節点が結合された第一のパンタグラフ機
構と、少なくとも一つ置き以上の前記クリツプの
保持台と各節点が結合された第二のパンタグラフ
機構とを有することを特徴とする二軸延伸試験機
である。 上述の本発明は、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なされたものである。
すなわち、従来装置のパンタグラフ機構を用いた
ものでは、各節点の「がた」のため、移動点近傍
のクリツプの間隔が大きく、固定点近傍のクリツ
プの間隔が小さくなり、クリツプの間隔は延伸時
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、前述の問題が生じ、特に低延
伸倍率ではクリツプ間隔が小さいためその影響が
大きくなつていると思われた。従つて、問題解決
にはクリツプの延伸時の移動の均一化が必要と考
え、その対策を種々検討した結果、上述の本発明
に到達したものである。 上述の本発明は、少なくとも一つ置きのクリツ
プと連結した第二のパンタグラフ機構を設けてあ
るので、「がた」があつても移動点近傍のクリツ
プの動きは長いリンクの第二のパンタグラフ機構
により中央及び他端に速く伝達されると共に、二
つのパンタグラフ機構によりリンク機構全体とし
ての「がた」が減少すると同時にその剛性が向上
するので、クリツプの間隔は平均化され、前述の
問題が解決された。 上述の点から、第二のパンタグラフ機構は第一
のパンタグラフ機構の動きを平均化するのに適当
な長さのリンクを有し且つクリツプと結合できる
ものであれば良く、全体のストローク、クリツプ
数等を考慮して選定する。なお、実施例には第二
のパンタグラフ機構は、一つ置きのクリツプと結
合したものを示すが、二つ置き、三つ置き等の如
く一つ置き以上のクリツプと結合したものも上述
の点から同じ平均化の効果が得られることは明ら
かである。従つて、本発明の第二のパンタグラフ
は少なくとも一つ置き以上のクリツプ保持台と結
合できるものであれば良い。 更に、上述の本発明において、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辺固
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。 以下、本発明の詳細を高分子フイルムの特性の
測定に好適な実施例に基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部の構成図、
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に連結された中間軸７によりギア７
ｂ，４ａ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
後述するクリツプを案内する係合溝１１ｃ，１２
ｃ，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上の移動台１１，１２と移
動台１３，１４の交点上の位置に移動自在に設け
られている。具体的には、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，１３ｃに係合して移動自在に
移動台１１上に設けられている。他の端点ブロツ
ク２２，２３，２４も同様になつている。すなわ
ち、端点ブロツク２１，２２，２３，２４は、移
動台１１，１２，１３，１４の移動に伴なつて、
移動台１１，１２と移動台１３，１４との交点上
にあ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，１４ｃ
の夫々に案内されてＸ方向、Ｙ方向に移動自在に
クリツプＣとその保持台３０が配設されている。
なお、移動台１１，１２，１３，１４の各中点に
位置するクリツプC₀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は拡大機構により連結されており、
第２図により端点ブロツク２１の部分を例にその
詳細を説明する。図示の通り、拡大機構は、短い
リンク３１ａ，３１ｂをピン３２，３３，３４で
結合し、保持台３０の夫々とその節点とがピン３
２，３４を介して結合された第一のパンタグラフ
と、長いリンク３５ａ，３５ｂをピン３２，３
６，３７で結合し、一つおきの保持台３０とその
節点とがピン３２，３７を介して結合された第二
のパンタグラフとからなる。そして、パンタグラ
フと保持台３０とは、その一方の側の節点具体的
にはピン３２で結合された節点は保持台３０とそ
の一端の定点で回転自在にピン３２を介して結合
され、他方の側の節点具体的にはピン３４，３７
で結合された節点は保持台３０とその軸方向に設
けた摺動溝３８によりピン３４，３７上の同軸上
に設けた係合ローラ３４′，３７′を介して保持台
３０の軸方向に移動自在で係合点すなわちピン３
４，３７回りに回転自在に結合されている。そし
て、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C₀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図に示すよう
に、その下面に突設した係合台３０ａを移動台１
１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Ｈで試料Ｓを挾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。そして、各辺の中点
の原点クリツプC₀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、上述の二軸延伸機構は、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
できるようになつている。すなわち、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なつて
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、テストする矩形の試料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２，３，４，５が回転し、移動台１
１，１２，１３，１４は図の矢印の方向へ同じ速
度で移動する。移動台１１，１２，１３，１４の
移動に伴なつて、端点ブロツク２１，２２，２
３，２４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
クリツプC₀は、各移動台１１，１２，１３，１
４に固定されているので、端点ブロツク２１，２
２，２３，２４の移動により試料Ｓの各辺は原点
クリツプC₀を中心にその両側に延伸される。そ
して、この時各クリツプＣは第２図に示すように
第一及び第二のパンク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空間
的にも均一に拡大される。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つた。また、試料Ｓ
の中心が原点となつているため、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
定精度上有利となつた。 そして、所定倍率若しくは破断等の終点に達す
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１１，１２，１
３，１４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。 次に以上の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時
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（Heary Duty Type
stretcher）の実測値である。

【表】 表１より、本実施例では倍率によらずクリツプ
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。 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、本発明の二つのパンタグラ
フからなる拡大機構は従来装置にも適用でき、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。 以上の通り、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第一のパンタグラフ機
構と少なくとも一つおきのクリツプと結合した第
二のパンタグラフ機構とで構成し、クリツプの延
伸に伴なう移動を均一化したもので、シート状物
の二軸延伸特性の測定の精度、再現性等の向上に
寄与するところ大のものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の二軸延伸部の構成
図、第２図は該実施例のクリツプの拡大機構の詳
細図、第３図は該拡大機構の側面図である。 １：モータ、２，３，４，５：駆動軸、１１，
１２，１３，１４：移動台、２１，２２，２３，
２４：端点ブロツク、Ｃ：クリツプ、３０：保持
台、３１ａ，３１ｂ：第一のバンタグラフのリン
ク、３２，３３，３４，３６，３７：ピン、３５
ａ，３５ｂ：第二のパンタグラフのリンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シート状試料の各辺を多数のクリツプで把持
   し、該クリツプの間隔を拡大することにより、試
   料を二軸方向に延伸するようにしたクリツプテン
   タ式の二軸延伸試験機において、前記クリツプの
   拡大機構が、前記クリツプの保持台の各々と各節
   点が結合された第一のパンタグラフ機構と、少な
   くとも一つ置き以上の前記クリツプの保持台と各
   節点が結合された第二のパンタグラフ機構とを有
   することを特徴とする二軸延伸試験機。 ２ 前記第一及び第二のパンタグラフ機構の一方
   の側の節点は、前記クリツプの保持台と共通の定
   点回りに回動自在に結合され、他方の側の節点
   は、該保持台の長手方向に移動自在で、且つ係合
   点回りに回転自在に結合されている特許請求の範
   囲第１項記載の二軸延伸試験機。 ３ 前記試料の各辺の中点に対応するクリツプを
   保持する移動台上に固定すると共に、固定したク
   リツプを中心にその両側へ延伸するようになした
   特許請求の範囲第１項若しくは第２項記載の二軸
   延伸試験機。