この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の開発に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令で説明されています。 1. 特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令の編集規則に従って作成されました。 2 ( www.iso.org/directives を参照)
このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)
このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。
規格の自主的な性質の説明、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および技術的貿易障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) の原則への ISO の準拠に関する情報については、以下を参照してください。 www.iso.org/iso/foreword.html .
この文書は、技術委員会 ISO/TC 45, ゴムおよびゴム製品、小委員会 SC 2, 試験および分析によって作成されました。
この第 3 版は、技術的に改訂された第 2 版 (ISO 12493:2017) を取り消して置き換えるものです。
主な変更点は次のとおりです。
- 非等温条件下で引張応力を測定する別の方法 (方法 B) が追加されました。この方法では、応力の変化は、温度の関数として、所与の歪みおよび所与の加熱速度での温度変化下で測定されます。
序章
通常、応力緩和試験(ISO 6914 参照)は、ゴム材料の緩和時定数に温度が大きく影響するため、一定温度条件で実施されます。それぞれの緩和時定数、またはより現実的な緩和時間スペクトルに応じて、これらの測定には多かれ少なかれ時間がかかり、数日、数週間、さらには数か月のテスト時間が必要になる場合があります。加速応力緩和試験は、特定の一定の加熱速度で温度が上昇する場合、非等温条件下で実行できます。これは、緩和プロセスが熱的に活性化されるため、温度が高いほど速く発生するためです。したがって、材料の全体的な応力緩和挙動を短時間、通常は数時間でスキャンできます。この方法は、温度走査応力緩和 (TSSR) 試験方法として指定されており、短期間の測定によってゴム (加硫または熱可塑性) を特徴付ける機能を提供します。 TSSR 試験は、従来の等温応力緩和測定に取って代わるものではありませんが、材料の事前選択や架橋密度の状態を判断するためなどの比較試験方法として考慮されています。サンプル。
非等温試験中、材料は応力緩和を受けるだけでなく、適切な補正によって考慮する必要がある追加の現象が発生します。この場合、最も重要なのは、サンプルのゴフジュール効果と熱膨張による収縮力の増加です。後者は、熱膨張係数 (CTE) の適切な値を考慮することで数値的に補償できますが、収縮力の増加は、ゴム弾性の基本理論に基づいて、材料の架橋密度を計算する機会を提供します。さらに、測定された応力-温度曲線の一次導関数を決定することにより、特定の緩和プロセスに関する試験の感度が向上します。時間領域での応力緩和測定と同様に、後者は、緩和時間スペクトルの代わりに、対応する緩和温度スペクトルを計算するために使用できます。
警告 1このドキュメントのユーザーは、通常の実験室の慣行に精通している必要があります。このドキュメントは、その使用に関連する安全上の問題のすべてに対処することを目的としていません。適切な安全衛生慣行を確立し、その他の制限の適用可能性を判断することは、ユーザーの責任です。
警告 2このドキュメントで指定されている特定の手順には、地域の環境に危険を及ぼす可能性のある物質の使用または生成、または廃棄物の生成が含まれる場合があります。使用後の安全な取り扱いと廃棄に関する適切な文書を参照する必要があります。
1 スコープ
このドキュメントでは、非等温条件下で張力の応力を測定する 2 つの方法について説明します。
- 方法 A: 熱応力は、時間の関数として、さまざまな前ひずみおよび温度条件で測定されます。
- 方法 B: 応力の変化は、温度の関数として、所定の加熱速度で所定のひずみと温度変化の下で試験片で測定されます。このようにして、ゴムの熱機械的挙動の測定を加速することができます。たとえば、老化の比較試験や動作温度の上限を推定する目的で使用できます。
適切な加熱チャンバーを備えた測定装置を使用して、応力を時間または温度の関数として記録し、サンプルが破損するまで、または応力がゼロに近づくまで、または特定の時間にわたって記録します。
2 参考文献
以下のドキュメントは、その内容の一部またはすべてがこのドキュメントの要件を構成するように、本文で参照されています。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 188:2011, ゴム、加硫または熱可塑性 - 加速老化および耐熱性試験
- ISO 5893, ゴムおよびプラスチック試験装置 — 引張、曲げ、および圧縮タイプ (一定のトラバース速度) — 仕様
- ISO 18899:2013, ゴム - 試験装置の校正ガイド
- ISO 23529, ゴム — 物理的試験方法のための試験片の準備とコンディショニングの一般的な手順
3 用語と定義
このドキュメントでは、次の用語と定義が適用されます。
ISO および IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。
3.1
熱応力
σTT
加熱時に試験片に発生する初期単位面積あたりの力
注記 1 N/m 2または Pa で表される。
3.2
最大熱応力
σT,max
試験中に記録された熱応力のピーク値
3.3
指定時間後の熱応力
σT,t
所定の時間t 加熱したときに試験片に生じる応力。
3.4
事前ひずみ
試験開始時に試験片が受けるひずみ。
*100
| l i | は初期の長さです。 | |
| l f | ひずみ後の長さです。 |
3.5
プレストレス
予ひずみから生じる初期単位面積あたりの力
注記 1 N/m 2または Pa で表される。
参考文献
| 1 | ISO 37:2017, ゴム、加硫または熱可塑性 - 引張応力-ひずみ特性の決定 |
| 2 | ISO 6914:2013, ゴム、加硫または熱可塑性 — 張力における応力緩和の測定による老化特性の決定 |
| 3 | Hong CK, Park S, Kaang S, 加熱時のエラストマー材料の寸法安定性を測定するための試験方法。ポリマー。テスト。 2008, 27(2) pp.146–152 |
| 4 | Vennemann N.、温度スキャン応力緩和測定による熱可塑性エラストマーの特性評価、in: El-Sonbati AZ, (編)、 Thermoplastic Elastomers, INTECH, Rijek, 2012 年、pp. 347-37 |
| 5 | ゲント A. (ed.) Engineering with Rubber: How to Design Rubber Components (Second Edition) 、Hanser, ISBN 3-446-21403-8, (2001) ミュンヘン |
| 6 | Savatzky A, Golay MJE, 簡易最小二乗法によるデータの平滑化と微分。 Analytical Chemistry 36, (1964)、pp. 1627-1639 |
| 7 | Steinier J, Termonia Y, Deltour J は、単純化された最小二乗法によるデータの平滑化と微分についてコメントしています。 Analytical Chemistry 44, (1972)、pp. 1906-1909 |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html .
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products, Subcommittee SC 2, Testing and analysis.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 12493:2017), which has been technically revised.
The main changes are as follows:
- another method (method B) for measuring tensile stress under non-isothermal conditions has been added. In this method, the change of stress is measured at a given strain and under variation of temperature at a given heating rate as a function of temperature.
Introduction
Usually, stress relaxation tests (see ISO 6914) are performed at constant temperature conditions because temperature has a strong impact on the relaxation time constants of rubber materials. Depending on the respective relaxation time constant or, more realistic, relaxation time spectrum, those measurements are more or less time consuming and can require testing times of several days, weeks or even months. Accelerated stress relaxation tests can be performed under non-isothermal conditions, if the temperature is increased at a certain constant heating rate, because relaxation processes are thermally activated and therefore occur faster at higher temperatures. Thus, the entire stress relaxation behaviour of the material can be scanned within a short period of time, typically a few hours. This method is designated as the temperature scanning stress relaxation (TSSR) test method and offers the ability to characterize rubber ─ vulcanized or thermoplastic ─ by short-term measurements. TSSR tests cannot replace conventional isothermal stress relaxation measurements, but are considered as a comparative test method, e.g. for the purpose of material pre-selection or in order to determine the state of crosslink density ─ which is an important reason for ageing phenomena ─ of a sample.
During non-isothermal testing, the material undergoes not only stress relaxation, but additional phenomena occur which need to be considered by adequate corrections. Most important in this case is an increase of retractive forces due to the Gough-Joule effect and thermal expansion of the sample. Whereas the latter can be numerically compensated by considering a proper value of the coefficient of thermal expansion (CTE), the increase of retractive forces offer the opportunity to calculate the crosslink density of the material, based on fundamental theory of rubber elasticity. Furthermore, an enhanced sensitivity of the test, with respect to specific relaxation processes is achieved by determination of the first derivative of the measured stress–temperature curve. Similar to stress relaxation measurements in the time domain, the latter can be used to calculate a corresponding relaxation temperature spectrum, instead of a relaxation time spectrum.
WARNING 1 Users of this document should be familiar with normal laboratory practice. This document does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its use. It is the responsibility of users to establish appropriate safety and health practices and determine the applicability of any other restrictions.
WARNING 2 Certain procedures specified in this document can involve the use or generation of substances, or the generation of waste, that could constitute a local environmental hazard. Reference should be made to appropriate documentation on safe handling and disposal after use.
1 Scope
This document describes two methods for measuring stress in tension under non-isothermal conditions.
- Method A: The thermal stress is measured for various pre-strain and temperature conditions as a function of time.
- Method B: The change of stress is measured in a test piece at a given strain and under variation of temperature at a given heating rate as a function of temperature. In this way, the determination of the thermal-mechanical behaviour of a rubber can be accelerated, e.g. for the purpose of comparative testing of aging or estimating the upper limit of the operating temperature.
The measurement device, which is equipped with a suitable heating chamber, is used to record the stress as a function of time or temperature until the sample breaks or the stress has approached zero or for a certain time.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 188:2011, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Accelerated ageing and heat resistance tests
- ISO 5893, Rubber and plastics test equipment — Tensile, flexural and compression types (constant rate of traverse) — Specification
- ISO 18899:2013, Rubber — Guide to the calibration of test equipment
- ISO 23529, Rubber — General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical test methods
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
3.1
thermal stress
σT
force per initial unit area that is developed in the test piece upon heating
Note 1 to entry: It is expressed in N/m2 or Pa.
3.2
maximum thermal stress
σT,max
peak value of the thermal stress recorded during the test
3.3
thermal stress after a specified time
σT,t
stress induced in the test piece upon heating for a specified time t
3.4
pre-strain
strain to which the test piece is subjected at the beginning of the test
*100
| li | is the initial length; | |
| lf | is the length after strain. |
3.5
pre-stress
force per initial unit area that results from the pre-strain
Note 1 to entry: It is expressed in N/m2 or Pa.
Bibliography
| 1 | ISO 37:2017, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-strain properties |
| 2 | ISO 6914:2013, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of ageing characteristics by measurement of stress relaxation in tension |
| 3 | Hong C.K., Park S., Kaang S., A test method for measuring the dimensional stability of elastomeric materials upon heating. Polym. Test. 2008, 27 (2) pp. 146–152 |
| 4 | Vennemann N., Characterization of Thermoplastic Elastomers by Means of Temperature Scan-ning Stress Relaxation Measurements, in: El-Sonbati A. Z., (Ed.), Thermoplastic Elastomers, INTECH, Rijeka (Croatia), 2012, pp. 347-370. |
| 5 | Gent A., (Ed.). Engineering with Rubber: How to Design Rubber Components (Second Edition), Hanser, ISBN 3-446-21403-8, (2001) Munich |
| 6 | Savatzky A., Golay M. J. E., Smoothing and Differentiation of Data by Simplified Least Square Procedure. Analytical Chemistry 36, (1964), pp. 1627 – 1639 |
| 7 | Steinier J., Termonia Y., Deltour J., Comments on Smoothing and Differentiation of Data by Simplified Least Square Procedure. Analytical Chemistry 44, (1972), pp. 1906 – 1909 |