JIS K 7116:1999 プラスチック―クリープ特性の試験方法―第２部：３点負荷による曲げクリープ | ページ 2

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                                                                    K 7116 : 1999 (ISO 899-2 : 1993)
6.7   時間測定 各クリープ測定において,経過時間をその±0.1 %又は±2秒(どちらか許容範囲差の小
さい方)で測定する。
6.8   温度及び湿度の制御 温度及び湿度(当てはまる場合)を自動記録しない場合は,試験開始時及び
初期は,少なくとも1日に3回測定し,記録する。温度及び湿度が規定された範囲内に安定していること
が明らかになった場合には,少ない頻度で記録してもよい。
    参考 たわみ測定と同時に,雰囲気を記録することが望ましい。
7. 結果の表示
7.1   計算方法
7.1.1  時間tにおける曲げクリープ弾性率は,次の式(2)によって算出する。
                              L3 F
                         Et=    3

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                             4b h  st
                      ここに, Et :  曲げクリープ弾性率 (MPa)
                                 L :  支点間距離 (mm)
                                 F :  試験荷重 (N)
                                 b :  試験片の幅 (mm)
                                 h :  試験片の厚さ(高さ) (mm)
                                 st :  時間tでの支点間中央のたわみ (mm)
7.1.2  曲げ応力は,次の式(3)によって算出する。
                            3F L
                          =        (3)
                            2b h2
                      ここに,            曲げ応力 (MPa)
                                   F :  試験荷重 (N)
                                   L :  支点間距離 (mm)
                                   b :  試験片の幅 (mm)
                                   h :  試験片の厚さ(高さ) (mm)
7.1.3  曲げクリープひずみは,式(4)(単位は無次元)又は式(5)(単位は%)によって算出する。
                            6st h
                        εt=      (4)
                             L2
                            600sth
                        εt=        (5)
                              L2
                      ここに,       攀      曲げクリープひずみ
                                  st :  時間tでの支点間中央のたわみ (mm)
                                  h :  試験片の厚さ(高さ) (mm)
                                  L :  支点間距離 (mm)
7.2   結果の表し方
7.2.1  クリープ線図 クリープ線図は,可能ならば生データを用いて,経過時間の対数に対して曲げひず
みをプロットし,曲げ応力ごとに,点を結んで描かれた曲線群であり,クリープ曲線のシリーズとして表
示するのが望ましい(図2参照)。異なった温度で試験を行った場合は,各温度ごとに表示するのが望まし
い。

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K 7116 : 1999 (ISO 899-2 : 1993)
  特定の用途を目的としての情報を要求される場合,例えば,7.2.2及び7.2.3に示されるように,別の方
法で表示してもよい。
                                       図2 クリープ線図
7.2.2  クリープ弾性率−時間線図 クリープ弾性率−時間線図は,7.1.1で示した式によって算出した曲
げクリープ弾性率を経過時間の対数に対して,各曲げ応力ごとに,点を結んで描かれた曲線群である(図
3参照)。
  異なった温度で試験を行った場合,各温度ごとに曲線のシリーズとして表示する。
                                 図3 クリープ弾性率−時間線図
7.2.3  等時応力−ひずみ線図 等時応力−ひずみ線図は,負荷後規定された時点で,ひずみが作用した荷
重に対してどのように依存するかを示す直交座標に描いた線図 (Cartesian plot) である。通常,1 h,10 h,
100 h,1 000 h及び10 000 hの負荷時間に相当した幾つかの曲線を描く。一つのクリープ曲線からは1点だ
けしか得られないので,等時曲線を得るためには少なくとも三つの応力レベル,望ましくはそれより多く
の異なった応力レベルで試験を行うことが必要である。
  図2に示すクリープ線図から特定の負荷時間(例えば,10時間)の等時応力−ひずみ線図を得るために
は,各クリープ曲線から10時間におけるひずみを読み取り,相当する応力(y軸)に対して読み取ったひ
ずみ(x軸)をプロットする。等時線図を得るためには,他の時間についてもこの操作を繰り返す(図4
参照)。

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  異なった温度で試験を行った場合,各温度ごとに曲線のシリーズとして表示する。
                                   図4 等時応力−ひずみ線図
7.2.4  三次元表示 クリープ試験生データから導かれる異なったタイプの曲線(図24参照)の間には
曲面       f (t,      ‰    係式が存在する。この関係は,三次元空間の曲面で表示できる[附属書Bの参考文献
(1)参照]。
  クリープ試験生データから導かれるすべての曲線は,この曲面の一部を形成する。個々の測定値に内在
する実験誤差のため,通常,測定値は曲線上から少し外れる。
  曲面        f (t,      ‰     それを形成している幾つかの曲線を誘導することで得られるが,通常は何らかの方
法でスムージング操作が必要である。コンピュータ技術は迅速,かつ,確実にこれを可能にする。
7.2.5  クリープ破壊線図 クリープ破壊線図は,ある応力で破壊する時間の予測を可能にする。クリープ
破壊線図は,時間の対数に対して応力が描かれる(図5参照)。応力は,応力の対数で表してもよい。

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K 7116 : 1999 (ISO 899-2 : 1993)
                                 備考   応力は,対数目盛でもよい。
                                     図5 クリープ破壊線図
7.3   精度 この試験方法の精度は,試験室間の共同実験のデータがないので不明である。精度は,その
データが得られた時点で,次の改正版に追加される。
8. 報告 試験報告には,次の事項を含める。
a) 規格番号
b) 試験材料の特定に必要なすべての事項 : 組成,調製,製造業者,商品名,コード番号,製造日,成形
    方法及びアニーリングの方法を含む
c) 試験片の寸法,スパン/厚さ比 (L/h) が16以外のときはその比
d) 試験片の作製方法
e) 板の面又は材料の既知若しくは推測される配向方向に対する試験片の主軸の方向
f)  状態調節及び試験に用いた温度,湿度などの雰囲気の詳細
g) 試験を行った各温度での,7.2に規定する一つ又はそれ以上のグラフ形式若しくは表形式のクリープ試
    験データ

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   附属書A(参考)         ポリマーのクリープにおける物理的エージング効果
1. 概括 物理的エージングは,分子の易動度が高い高温から,低い温度での貯蔵時間に比較して分子運
動の緩和時間が長い低温に冷却した場合に起こる。このような環境下で,低い温度で平衡構造状態に近づ
くときに,分子(形状及びパッキング)の再配列を伴った構造変化が長い時間にわたって起こる。この結
果,作用した応力によって生じるクリープ変形は,ポリマーを貯蔵した期間に依存し,長時間貯蔵した材
料のクリープ速度は減少する可能性がある。
  異なった貯蔵時間でのPVC試験片のクリープコンプライアンス曲線を附属書A図1に示す。各試験片
を85℃(Tgに近い温度)から急速に冷却し,負荷前に試験温度の23 ℃で異なった時間 (te) で貯蔵した。
試験片の物理的年齢(貯蔵時間)をteとした場合,物理的年齢の高い試験片ほど時間軸の方向に移動する
ことが分かる。
              附属書A図1 85 ℃から23 ℃に試験片を急冷した後,異なる貯蔵時間te
                          で得られた23 ℃におけるPVCのクリープ線図

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